Воздушный сепаратор

ВОЗДУШНЫЙ СЕПАРАТОР (а. air separator; н. Luftscheider; ф. separateur pneumatique; и. separador neumatiсо) — устройство для воздушной классификации. Разделение в воздушном сепараторе осуществляется в турбулентных двухфазных потоках одновременно по размеру, плотности и форме частиц, составляющих исходную смесь. По принципу действия выделяют классы воздушных сепараторов: центробежные, гравитационные, каскадные, комбинированные.

Типы центробежных воздушных сепараторов: с вращающимися тарелками; с неподвижной зоной сепарации; с вращающейся зоной сепарации, воздушные сепараторы с вращающимися тарелками (рис. 1) — аппараты с неподвижной зоной сепарации и внутренней циркуляцией потока; производительность их до 120 т/ч при диаметре корпуса 5 м; недостаток — относительно невысокая степень разделения.

Воздушные сепараторы этого типа с внешней циркуляцией имеют более высокую производительность, но громоздки, сложны в эксплуатации и применяются в промышленности редко. Центробежные воздушные сепараторы с неподвижной зоной сепарации характеризуются наличием плоского или пространственного вращающегося вихревого потока воздуха; частицы находятся в состоянии динамического равновесия, при этом более мелкие попадают в центральный сток, более крупные — на периферию; производительность сравнительно невысока (около 160 т/ч), эффективность средняя (разделительная способность около 0,4). Наиболее распространены воздушные сепараторы с вращающейся зоной сепарации (например, типа "Mikroplex", ФРГ), имеющей форму тора прямоугольного сечения. Образуется зона плоскими вращающимися стенками. Исходный материал по направляющему каналу поступает в рабочее пространство с периферии. Мелкие фракции вместе с воздухом отсасываются через центральный сток, крупные — отбрасываются на периферию и удаляются из аппарата шнеком. Производительность до 5 т/ч, разделительная способность около 0,6.

Гравитационные воздушные сепараторы подразделяют на группы: поперечно-поточные (отклоняющие); поворотные, противоточные (равновесные). В поперечно-поточных воздушных сепараторах этого класса смесь разделяется в горизонтальном потоке воздуха, движущемся в камере со специальными перегородками. Воздушные сепараторы такого типа обеспечивают значительную производительность (до 200 т/ч), но обладают крайне низкой разделительной способностью (0,3-0,35). Классификация материала в поворотных воздушных сепараторах происходит в наклонных восходящих потоках. Такие аппараты более эффективны, чем поперечно-поточные, но не позволяют достичь высокой производительности в одном агрегате (10 т/ч); разделительная способность их 0,65. Принцип противоточной (равновесной) классификации в гравитационном поле реализуется, как правило, в пустотелом аппарате круглого (прямоугольного) сечения или в аналогичном корпусе, перегороженном наклонной решёткой. Аппараты этого типа имеют среднюю разделительную способность при умеренных нагрузках. Максимальная производительность 15 т/ч, разделительная способность 0,75-0,8.

Особенность конструкций сепарационных камер центробежных и гравитационных воздушных сепараторов такова, что материал, как правило, подвергается однократной классификации. Эффективность разделения значительно возрастает при увеличении кратности этого процесса. Реализация данного принципа осуществляется в каскадных воздушных сепараторах, аппараты которых состоят из однотипных разделительных ступеней. Наиболее эффективные конструкции (рис. 2, рис. 3) – так называемые полочные воздушные сепараторы (CCCP) и типа "зигзаг" (ФРГ).

Производительность воздушных сепараторов до 100 т/ч на один агрегат. Аппараты обладают высокой разделительной способностью, возрастающей при увеличении числа ступеней каскада. Ещё более высокоэффективны аппараты комбинированного каскада – так называемые комбинированные воздушные сепараторы (рис. 4).