A szárítókemencékhez való ciklon diszpergálók áttekintése

Jelenleg a ciklon szeparátorokat széles körben használják konvekciós szárítórendszerekben a szárítóberendezések piacán, és fontos berendezésként szolgálnak a részecskék gázoktól való elválasztására. A ciklon szeparátorok egyszerű felépítésűek és könnyen gyárthatók. Megfelelő tervezéssel és gyártással magas elválasztási hatékonyság érhető el. Közvetlenül le tudják választani a magas portartalmú gázokat, és a nyomásveszteség viszonylag kicsi. Nincsenek mozgó alkatrészeik, így tartósak. A ciklon szeparátor belső falának kopásától eltekintve, amelyet a csiszolóanyagok vagy a finom por tapadása okoz, nincs más hátránya.
Normál körülmények között elméletileg egy ciklon szeparátor képes befogni az 5 μm-nél nagyobb részecskéket, 90% feletti elválasztási hatékonysággal. A tényleges gyártási műveletek során azonban az elválasztás hatékonysága gyakran csökken a rossz gyártás, a nem megfelelő telepítés és használat, vagy a tökéletlen működés és kezelés miatt. Általában csak 50-80%, néha még ennél is alacsonyabb.
A ciklon szeparátort centrifugális szeparátornak is nevezik. A finom port tartalmazó gázáram forgása során keletkező centrifugális erőt használja fel, hogy elválassza a finom port a gáztól.
Szigorúan véve a gáz áramlási feltételei a ciklonleválasztóban meglehetősen összetettek. A finom por agglomerációja és diszperziója, a szeparátorfal finom porra visszapattanó hatása, valamint a részecskék közötti súrlódás miatt az elválasztási mechanizmus nagyon összetett, és az elméleti kutatások soha nem álltak le.
Miután a finom port tartalmazó gázáram a ciklonleválasztóba kerül, lefelé haladva a belső fal mentén forog. Ahogy eléri a kúpos metszetet, a forgási sugár csökken, és az impulzusmegmaradás törvénye szerint a forgási sebesség fokozatosan növekszik, és a gázáramban lévő részecskék nagyobb centrifugális erőnek vannak kitéve. Mivel a centrifugális erő által keltett szétválási sebesség több százszor vagy akár ezerszer nagyobb, mint a gravitációs ülepedési sebesség, a finom por elválik a forgó gázáramtól, és a ciklonleválasztó fala mentén esik. A gázáram a kúpos szakasz alja közelében megfordul, a középső részben fokozatosan felfelé forog, végül a felszállócsőből távozik.
Minél kisebb a ciklonleválasztó átmérője, annál nagyobb a bemeneti sebesség, és minél több a forgás, annál kisebb a leválasztott részecskeméret. Valós-ciklonos szeparátorok esetén a légáramlás zavarai, a fallal való súrlódás, az egyenetlen részecskeeloszlás, a részecske-fal visszapattanási hatása és a részecskeforma hatása miatt a szeparátor kritikus szemcsemérete nem túl pontos, és néhány finom részecskék keverednek az elválasztott anyagba.
A ciklonleválasztó nyomásesése is fontos teljesítménymutató, általában arányos a gázbemeneti sebesség négyzetével, amelyet a következő képlettel lehet kifejezni:
A ciklon szeparátor elválasztási hatékonysága nagyon fontos műszaki mutató. A finom porgázban lévő részecskék általában különböző méretű részecskékből állnak. Az elválasztási technológiában a diszpergálhatóságot gyakran használják a részecskeméret-eloszlás tükrözésére. A diszpergálhatóság a különböző méretű szemcsék tömegszázaléka a finom porban.
A gyakorlat azt mutatja, hogy az elválasztás hatékonysága nem csak a szeparátor szerkezetétől és működési körülményeitől függ, hanem a szemcseméret-eloszlással is változik. Ugyanazon berendezés esetében hasonló működési feltételek mellett a különböző részecskeméret-eloszlás eltérő általános hatékonyságot eredményez. Ezért az elválasztási technológiában a szemcseméret-eloszlást használják a szeparátor elválasztási hatékonyságának meghatározására, ami az osztályozási hatékonyság. Ez a szeparátor elválasztási hatékonyságát jelenti a por bizonyos részecskeméret-tartományához.
Nagy mennyiségű anyag kezelésekor egyetlen túlzott méretű ciklonleválasztó használata csökkenti a hatékonyságot. Több kis-átmérőjű ciklonleválasztó csatlakoztatható párhuzamosan, így ciklonleválasztó csoportot alkothatunk. A ciklon szeparátor átmérőjének csökkentése növeli a centrifugális erőt és a részecskék ülepedési sebességét.