Повышение эффективности циклонов с 60% до 95%? Комбинированный метод очистки газов от твердых частиц подходит для любых производств, оборудованных групповыми циклонами. Метод соединяет в себе использование циклонного элемента (возвратно-поточный циклон), сепараторного устройства (прямоточный циклон) и вихревого скруббера (центробежный барботажный аппарат).

Для наглядности, рассмотрим применение комбинированного метода очистки на твердотопливной котельной.Как правило, эффективность очистки газов групповым циклоном на котельных, сжигающих твердое топливо (уголь, дрова, лузга подсолнечника) находится в пределах 40 -60%. В качестве группового циклона обычно используются циклонные элементы, разработанные в НИИОГАЗ (ЦН-15, ЦН-24), объединенные в группу от 6 до 12 штук.

Медианный диаметр частиц золы при слоевом сжигании угля обычно находится в пределах 30-40 мкм. Одиночный возвратно-поточный циклон конструкции НИООГАЗа способен уловить такие частицы с эффективностью более 90%. Низкая эффективность групповых циклонов на практике обычно объясняется несколькими причинами: неравномерное распределение газа, негерметичность аппаратов и бункера (подсосы воздуха), переток газа между циклонами через общий бункер сбора пыли и т.д. Такие причины достаточно сложно определить и еще сложнее «бороться» с ними. 

Существенно повысить эффективность газоочистки можно либо другой, более удачной установкой группового циклона иной конструкции, либо установкой второй ступени газоочистки. В качестве второй ступени газоочистки используются аппараты мокрой газоочистки, рукавные фильтры или электрофильтры. Однако, как правило, котельные средней и малой производительности (40 – 60 тыс м3\ч), не устанавливают вторую ступень очистки по причинам как слишком большой стоимости аппаратов и их обслуживания, так и отсутствия места для их установки. 

Предлагаемый комбинированный метод очитки лишен недостатков второй ступени газоочистки и позволяет повысить эффективность газоочистки до необходимых экологических требований.
Предпосылкой для разработки метода является заметка о реконструкции циклона на Славянском масло-жировом комбинате [1]. В результате монтажа пылеконцентраторов в выхлопной трубе циклонов БЦШ и частичной рециркуляции газа авторам удалось повысить степень улавливания пыли от подсолнечного шрота с 82% до 99,6%. 
Не смотря на успешный опыт, использование пылеконцентраторов на выхлопных трубах циклонов ограничивалось отсутствием компактного аппарата повышенной эффективности для очистки отобранного газа. Простая рециркуляция части газов от пылеконцентраторов обратно к первой ступени очистки не всегда дает существенный эффект. 

Применение вихревого скруббера, может решить инженерную задачу существенного повышения эффективности газоочистки малых и средних котельных при небольших капитальных вложениях и без необходимости в дополнительных объемах цеха газоочистки.  

Эффективность комбинированного метода легко оценить на следующем примере.
Предположим, что имеется групповой циклон, и работающий на дымовых газах котельной с эффективностью 60% общей производительностью 40 000 м3\ч. В качестве пылеконцентраторов можно рассматривать прямоточные циклоны конструкции ЦКТИ .

Фракционная эффективность прямоточного циклона ЦКТИ при отборе 10% газов:

• 50% для 4мкм,
• 85% для 15 мкм,
• 90% для 20 мкм.

Эффективность вихревого скруббера при очитке газов от частиц золы составляет 99%.
Тогда, при отборе 10% газа из выхлопных труб группового циклона с помощью прямоточных циклонов ЦКТИ (20 мкм – 90%)и их дальнейшей очистке в вихревом скруббере, составит 95,36% против 60% по старой схеме.

В указанном расчете производительность вихревого скруббера составляет всего 4000 м3\ч, размеры такого аппарата (1,0Х1,0Х1,0) позволяют его разместить на уже имеющихся площадях цеха.  

Литература
1. Промышленная и санитарная очистка газов. Серия ХМ-14. Цинтихимнефтемаш, 1985.
2. Лазарев В.А. «Циклоны и ВПУ» 2006г.