Kuivatusahjude tsüklondisperaatorite ülevaade

Praegu kasutatakse kuivatusseadmete turul konvektsioonkuivatussüsteemides laialdaselt tsüklonseparaatoreid, mis on olulised seadmed tahkete osakeste eraldamiseks gaasidest. Tsüklonseparaatorid on lihtsa struktuuriga ja neid on lihtne valmistada. Nõuetekohase projekteerimise ja tootmisega on võimalik saavutada kõrge eraldamise efektiivsus. Nad suudavad otseselt eraldada suure tolmusisaldusega gaase ja rõhukadu on suhteliselt väike. Neil pole liikuvaid osi, mistõttu need on vastupidavad. Peale abrasiivsete materjalide või peene pulbri nakkumise põhjustatud tsükloniseparaatori siseseina kulumise pole muid puudusi.
Tavaolukorras suudab tsükloniseparaator teoreetiliselt püüda osakesi, mis on suuremad kui 5 μm, eraldamise efektiivsusega üle 90%. Kuid tegelike tootmistoimingute puhul väheneb eraldamise efektiivsus sageli halva tootmise, ebaõige paigaldamise ja kasutamise või ebatäiusliku töö ja juhtimise tõttu. Tavaliselt on see vaid 50% kuni 80%, mõnikord isegi madalam.
Tsüklonseparaatorit nimetatakse ka tsentrifugaalseparaatoriks. See kasutab peent pulbrit sisaldava gaasivoolu pöörlemisel tekkivat tsentrifugaaljõudu, et eraldada peen pulber gaasist.
Rangelt võttes on gaasi voolutingimused tsükloniseparaatoris üsna keerulised. Peene pulbri aglomeratsiooni ja hajumise, separaatori seina tagasilöögiefekti peenele pulbrile ja osakeste vahelise hõõrdumise tõttu on eraldusmehhanism väga keeruline ja teoreetilised uuringud pole kunagi peatunud.
Pärast peenpulbrit sisaldava gaasivoo sisenemist tsükloniseparaatorisse pöörleb see laskumisel mööda siseseina. Koonuslõikeni jõudes pöörlemisraadius väheneb ja vastavalt impulsi jäävuse seadusele pöörlemiskiirus järk-järgult suureneb ning gaasivoos olevatele osakestele avaldab suurem tsentrifugaaljõud. Kuna tsentrifugaaljõu tekitatud eralduskiirus on sadu või isegi tuhandeid kordi suurem kui raskusjõu mõjul settimise kiirus, eraldub peen pulber pöörlevast gaasivoost ja langeb mööda tsükloniseparaatori seina. Gaasivool hakkab koonilise sektsiooni põhja lähedal pöörduma, pöörleb järk-järgult keskosas ülespoole ja lõpuks väljub tõusutorust.
Mida väiksem on tsükloniseparaatori läbimõõt, seda suurem on sisselaskekiirus ja mida rohkem pöörlemisi, seda väiksem on eraldatud osakeste suurus. Pärismaailma tsükloniseparaatorite puhul ei ole õhuvoolu häirete, seinaga hõõrdumise, ebaühtlase osakeste jaotuse, osakeste-seina tagasilöögiefektide ja osakeste kuju mõju tõttu separaatori kriitiline osakeste suurus väga täpne ja eraldatud materjali hulka segatakse peenosakesi.
Tsükloniseparaatori rõhulang on samuti oluline jõudlusnäitaja, mis on tavaliselt võrdeline gaasi sisselaskekiiruse ruuduga, mida saab väljendada järgmise valemiga:
Tsüklonseparaatori eraldusefektiivsus on väga oluline tehniline näitaja. Peenpulbergaasi osakesed koosnevad tavaliselt erineva suurusega osakestest. Eraldustehnoloogias kasutatakse osakeste suuruse jaotuse kajastamiseks sageli dispergeeritavust. Dispergeeruvus on erineva suurusega osakeste massiprotsent peenpulbris.
Praktika on näidanud, et eraldamise efektiivsus ei ole seotud ainult separaatori struktuuri ja töötingimustega, vaid varieerub ka osakeste suuruse jaotusest. Sama seadme puhul sarnastes töötingimustes annavad erinevad osakeste suuruse jaotused erineva üldise efektiivsuse. Seetõttu kasutatakse eraldustehnoloogias separaatori eraldusefektiivsuse määramiseks osakeste suuruse jaotust, mis on klassifitseerimise efektiivsus. See näitab separaatori eraldamise efektiivsust teatud pulbri osakeste suurusvahemikus.
Suure materjalimahuga tegelemisel kipub ühe suure tsükloniseparaatori kasutamine tõhusust vähendama. Mitu väikese-läbimõõduga tsükloniseparaatorit saab paralleelselt ühendada, et moodustada tsüklonieraldusrühm. Tsükloniseparaatori läbimõõdu vähendamine suurendab tsentrifugaaljõudu ja osakeste settimise kiirust.