Separador de ciclone industrial para processamento químico

Um separador ciclone é um dispositivo de separação a seco que utiliza a força centrífuga para separar sólidos de gás ou líquidos. Seu princípio central é fazer com que um fluxo de gás carregado de poeira gire em alta velocidade, fazendo com que as partículas se movam para fora sob a força centrífuga e atinjam a parede do separador.

A operação de um separador ciclone pode ser resumida em várias etapas:

• Entrada tangencial e rotação: O gás carregado de poeira entra no separador tangencialmente através do tubo de entrada em uma velocidade relativamente alta, tipicamente 12–30 m/s. O gás muda de movimento linear para movimento circular.
• Vórtice externo e separação de partículas: A maior parte do gás em rotação espirala para baixo ao longo da parede, formando o vórtice externo. Durante a rotação, as partículas — que são muito mais densas que o gás — são impulsionadas em direção à parede pela força centrífuga. Após o contato com a parede, elas perdem momento e caem no reservatório na parte inferior sob a ação da gravidade e do fluxo axial descendente.
• Vórtice interno e descarga de gás limpo: À medida que o vórtice externo descendente se move através do cone, ele se contrai em direção ao centro e forma um vórtice interno que flui para cima. O gás limpo então sai pelo tubo de saída na parte superior. Os vórtices interno e externo giram na mesma direção.

Os separadores ciclone têm estrutura simples, sem peças móveis, manutenção fácil e custo relativamente baixo. Eles são adequados para coletar partículas tipicamente de 5–10 µm e maiores, especialmente em aplicações com altas concentrações de poeira ou condições operacionais de alta temperatura e alta pressão. Eles são frequentemente usados como pré-separadores.

Os separadores ciclone estão disponíveis em muitos designs, com diferentes características estruturais para diferentes aplicações. Os exemplos a seguir são de séries comuns e suas especificações típicas.

Este é um coletor de poeira ciclone centrífugo com uma câmara de isolamento de poeira e uma entrada de gás tangencial espiral descendente. Com base no diâmetro do cilindro, está disponível em 11 tamanhos de Ø300 a Ø800 mm, com configurações de cilindro único e duplo.

Por exemplo, o D/A-3.0 tem uma capacidade aproximada de manuseio de ar de 670–1.000 m³/h, enquanto o D/A-7.0 manuseia aproximadamente 5.440 m³/h.

Este design possui uma câmara de separação de bypass fora do cilindro para resolver o problema do "anel de poeira superior". Oferece eficiência relativamente alta para partículas maiores que 5 µm.

Está disponível em dois tipos: XLP/A, com um design de cone duplo e semi-espiral, e XLP/B, com um design de cone único e espiral completo. O XLP/B tem um cone mais longo, proporcionando maior eficiência, mas também maior queda de pressão.

Modelos típicos incluem o XLP/A-3.0, com uma capacidade aproximada de manuseio de ar de 750–1.060 m³/h. O XLP/A-8.2 está disponível para requisitos de fluxo de ar mais altos.

A série CLG é projetada para eliminar o "anel de poeira superior" sob a placa superior. Seu design é semelhante ao tipo Ducon usado nos Estados Unidos. O topo espiral geralmente tem um ângulo de inclinação de 10°, e a razão da área de entrada é 7,76.

A velocidade típica do gás de operação é 16 m/s, com uma queda de pressão de aproximadamente 294–491 Pa e eficiência de coleta de poeira de 85–90%.

A série XFCC está disponível em configurações de cilindro único, duplo e quádruplo, com mais de 30 especificações. Ela manuseia taxas de fluxo de ar de 670 a 283.600 m³/h.

Os números dos modelos indicam o diâmetro do cilindro e o número de cilindros. Por exemplo, um XFCC300 é uma unidade de cilindro único com um diâmetro de 300 mm e uma capacidade de fluxo de ar de 670 m³/h a uma velocidade de entrada de 12 m/s. Um XFCC2500X4 é uma unidade de quatro cilindros com capacidade de até 141.800 m³/h a 18 m/s.

• Série ABXF: Uma nova série de separadores ciclone de alta eficiência. Por exemplo, o ABXF150 tem uma velocidade de entrada de 16–20 m/s, enquanto o ABXF200 tem uma capacidade aproximada de fluxo de ar de 370–735 m³/h.
• Coletores de Poeira Ciclone Torit®: Modelos comerciais com capacidades de fluxo de ar variando de 510 a 22.082 m³/h. Números de modelo como "12", "20-5" e "44-50" correspondem a diferentes faixas de fluxo de ar.

Dependendo da configuração de entrada de ar, os separadores ciclone também podem ser classificados como tipos de vórtice externo, vórtice interno ou fluxo descendente. Suas taxas de fluxo de ar permitidas e características de perda de pressão variam. Por exemplo, com um diâmetro interno do cilindro de 2.000 mm, um tipo de vórtice externo pode manusear 26.200–29.200 m³/h, enquanto um tipo de vórtice interno pode manusear 22.500–31.200 m³/h.