Очистка газов под действием центробежных сил производится в специальных аппаратах – циклонах.
Циклон состоит из вертикального цилиндрического корпуса с коническим днищем и крышкой, в центре корпуса вмонтирована выводная труба для очищенного газа. Запыленный газ поступает в верхнюю часть корпуса со скоростью 10–40 м/с и начинает вращаться вокруг центральной выводной трубы вдоль внутренней поверхности стенок циклона.
Во вращающемся потоке газа на твердую частицу в циклоне действует центробежная сила, направляющая ее к периферии от центра по радиусу со скоростью, равной скорости осаждения. Частицы пыли оседают на внутренней поверхности корпуса и опускаются в коническое днище. Очищенный газ выводится через центральную трубу, направляясь снизу вверх.
Эффективность пылеотделения увеличивается с уменьшением радиуса циклона. Поэтому целесообразно применять циклоны малых диаметров, а для увеличения производительности – группы параллельно работающих одиночных циклонов (ЦН), специальные батарейные циклоны (БЦ), или мультициклоны. Скорость газа на входе в циклон должна быть не менее 10 м/с, а при большой запыленности и наличии крупной пыли 15–20 м/с.
Циклоны рекомендуется применять для улавливания:
- пыли из газов (сушилки, печи, аппараты с псевдоожиженным слоем зернистых материалов);
- пыли из аспирационного воздуха (при помолах);
- летучей золы из дымовых газов (небольшие котельные на твердом топливе);
- пыли из воздуха (пневматические транспортные установки).
Батарейный циклон состоит из нескольких циклонов малого диаметра, расположенных в одном корпусе по 2, 3, 4, 6 или 8 штук. В батарейный циклон очищаемый газ вводится в пространство между перегородками аппарата и распределяется по элементам, вмонтированным в эти перегородки (типа «розетка» с наклоненными лопатками или типа «винт» с наклоненными лопастями). Вращаясь и огибая поверхность элемента, газ получает определенную окружную скорость и разделяется на очищенный газ и осевшую пыль. Степень очистки в батарейном циклоне достигает 95–96%.
Батарейные циклоны с элементами диаметром 100 мм используются для очистки газа от тонкой пыли при расходе газа не менее 2500 м/ч, с элементами диаметром 150 мм – при расходе газа не менее 25 000 м/ч.
По степени слипаемости различают следующие четыре группы пыли, отделяемой от газов в батарейных циклонах:
- неслипающаяся (глиноземная пыль);
- слабослипающаяся (летучая зола, коксовая пыль и др.);
- среднеслипающаяся (торфяная пыль, пыль из печей цементного производства и др.);
- сильнослипающаяся (мучная пыль, волокнистая пыль из хлопка, асбеста и др.).
Недостатками циклонов являются сравнительно низкая степень очистки от тонкодисперсной пыли, высокое гидравлическое сопротивление и большой расход энергии на очистку, механическое истирание стенок частицами пыли, чувствительность к колебаниям нагрузки.