Pengumpul Debu Topan

Saat aliran udara berputar, partikel debu yang ada di aliran udara akan terpisah dari aliran udara karena gaya sentrifugal. Teknologi yang menggunakan gaya sentrifugal untuk menghilangkan debu disebut teknologi penghilangan debu sentrifugal. Peralatan yang menggunakan gaya sentrifugal untuk menghilangkan debu disebut pengumpul debu siklon.

Setelah pengumpul debu siklon memasuki perangkat sepanjang arah tangensial, partikel debu dipisahkan dari gas karena gaya sentrifugal untuk mencapai tujuan pemurnian gas buang. Aliran udara pada pengumpul debu siklon harus berputar berulang kali, dan kecepatan linier putaran aliran udara juga sangat cepat, sehingga gaya sentrifugal pada partikel dalam aliran udara yang berputar jauh lebih besar daripada gaya gravitasi. Untuk pengumpul debu siklon dengan diameter kecil dan resistansi tinggi, gaya sentrifugalnya bisa mencapai 2500 kali lebih besar dari gravitasi. Untuk pengumpul debu siklon dengan diameter besar dan resistansi rendah, gaya sentrifugalnya 5 kali lebih besar dari gaya gravitasi. Gas yang mengandung debu menghasilkan gaya sentrifugal selama proses rotasi, melemparkan partikel debu dengan kepadatan relatif lebih besar daripada gas ke arah dinding. Begitu partikel debu bersentuhan dengan dinding, mereka kehilangan gaya inersia radial dan jatuh di sepanjang dinding karena momentum ke bawah dan gravitasi ke bawah, dan memasuki pipa pembuangan abu. Ketika gas berputar luar yang berputar dan turun mencapai kerucut, ia bergerak lebih dekat ke pusat pengumpul debu karena kontraksi kerucut. Berdasarkan prinsip "momen putar" yang konstan, kecepatan tangensial terus ditingkatkan, dan gaya sentrifugal pada partikel debu juga terus diperkuat. Ketika aliran udara mencapai posisi tertentu di ujung bawah kerucut, dimulai dari tengah pemisah siklon searah putaran, berbalik dari bawah ke atas, dan terus membentuk aliran spiral, yaitu, aliran udara berputar-putar internal. Gas pasca pemurnian dikeluarkan dari pipa melalui pipa knalpot, dan sebagian partikel debu yang belum terperangkap juga dibuang dari pipa tersebut.

Kinerja pengumpul debu siklon mencakup tiga kinerja teknis (pemrosesan aliran gas Q, kehilangan tekanan △Þ dan efisiensi penghilangan debu η) dan tiga indikator ekonomi (investasi infrastruktur dan biaya manajemen operasi, luas lantai, dan masa pakai). Faktor-faktor ini perlu dipertimbangkan sepenuhnya ketika meninjau dan memilih pengumpul debu siklon. Pengumpul debu siklon yang ideal secara teknis harus memenuhi persyaratan proses produksi dan perlindungan lingkungan untuk konsentrasi debu gas, yang paling ekonomis. Dalam desain khusus dan pemilihan bentuk, perlu menggabungkan produksi aktual (kandungan debu gas, sifat debu, komposisi ukuran partikel), mengacu pada pengalaman praktis dan teknologi canggih dari pabrik sejenis di dalam dan luar negeri, dan mempertimbangkan secara komprehensif hubungan antara ketiga indikator kinerja teknis. Misalnya, ketika konsentrasi debu tinggi, selama daya memungkinkan, meningkatkan efisiensi pengumpulan η adalah hal yang utama. Untuk debu kasar dengan partikel terpisah yang besar, tidak perlu menggunakan pengumpul debu siklon efisiensi tinggi untuk menghindari kehilangan energi kinetik yang besar.

Pengumpul debu siklon terdiri dari pipa masuk, pipa knalpot, silinder, kerucut, dan hopper abu. Pengumpul debu siklon memiliki struktur yang sederhana, mudah dibuat, dipasang, dirawat dan dikelola, serta memiliki investasi peralatan dan biaya pengoperasian yang rendah. Telah banyak digunakan untuk memisahkan partikel padat dan cair dari aliran udara, atau untuk memisahkan partikel padat dari cairan. Dalam kondisi pengoperasian normal, gaya sentrifugal yang bekerja pada partikel adalah 5 hingga 2500 kali gaya gravitasi, sehingga efisiensi pengumpul debu siklon jauh lebih tinggi dibandingkan dengan ruang sedimentasi gravitasi. Berdasarkan prinsip ini, alat penghilang debu siklon dengan efisiensi penghilangan debu lebih dari 80% telah berhasil dikembangkan. Di antara pengumpul debu mekanis, pengumpul debu siklon adalah yang lebih efisien. Sangat cocok untuk menghilangkan debu yang tidak lengket dan tidak berserat, sebagian besar digunakan untuk menghilangkan partikel di atas 5μm. Perangkat pengumpul debu siklon multi-tabung paralel juga memiliki efisiensi penghilangan debu 80-85% untuk partikel berukuran 3μm. Pengumpul debu siklon terbuat dari bahan logam atau keramik khusus yang tahan terhadap suhu tinggi, abrasi dan korosi, serta dapat dioperasikan pada suhu hingga 1000°C dan tekanan hingga 500×105Pa. Dari segi teknologi dan ekonomi, rentang kendali kehilangan tekanan pengumpul debu siklon umumnya 500～2000Pa. Oleh karena itu, ini termasuk dalam pengumpul debu efisiensi sedang dan dapat digunakan untuk pemurnian gas buang bersuhu tinggi. Ini adalah pengumpul debu yang banyak digunakan, yang sebagian besar digunakan dalam penghilangan debu gas buang boiler, penghilangan debu multi-tahap, dan penghilangan pra-debu. Kerugian utamanya adalah rendahnya efisiensi penghilangan partikel debu halus (<5μm).