Panoramica dei dispersori a ciclone per forni di essiccazione

Attualmente, i separatori a ciclone sono ampiamente utilizzati nei sistemi di essiccazione a convezione nel mercato delle apparecchiature di essiccazione, fungendo da importante componente dell'apparecchiatura per la separazione del particolato dai gas. I separatori a ciclone hanno una struttura semplice e sono facili da produrre. Con una progettazione e una produzione adeguate, è possibile ottenere un'elevata efficienza di separazione. Possono separare direttamente i gas con un elevato contenuto di polvere e la perdita di pressione è relativamente piccola. Non hanno parti mobili, il che li rende durevoli. Fatta eccezione per l'usura della parete interna del separatore a ciclone causata da materiali abrasivi o dall'adesione di polvere fine, non ci sono altri svantaggi.
In circostanze normali, teoricamente, un separatore a ciclone può catturare particelle più grandi di 5 μm, con un'efficienza di separazione superiore al 90%. Tuttavia, nelle operazioni di produzione effettive, l'efficienza di separazione spesso diminuisce a causa di una produzione inadeguata, di installazione e utilizzo impropri o di funzionamento e gestione imperfetti. Di solito è solo dal 50% all'80%, a volte anche inferiore.
Un separatore a ciclone è anche chiamato separatore centrifugo. Utilizza la forza centrifuga generata quando un flusso di gas contenente polvere fine ruota per separare la polvere fine dal gas.
A rigor di termini, le condizioni di flusso del gas nel separatore a ciclone sono piuttosto complesse. A causa dell'agglomerazione e della dispersione della polvere fine, dell'effetto di rimbalzo della parete del separatore sulla polvere fine e dell'attrito tra le particelle, il meccanismo di separazione è molto complesso e la ricerca teorica non si è mai fermata.
Dopo che il flusso di gas contenente polvere fine entra nel separatore a ciclone, ruota lungo la parete interna mentre scende. Quando raggiunge la sezione conica, il raggio di rotazione diminuisce e, secondo la legge di conservazione della quantità di moto, la velocità di rotazione aumenta gradualmente e le particelle nel flusso di gas sono sottoposte a una maggiore forza centrifuga. Poiché la velocità di separazione generata dalla forza centrifuga è centinaia o addirittura migliaia di volte maggiore della velocità di sedimentazione per gravità, la polvere fine viene separata dal flusso di gas rotante e cade lungo la parete del separatore a ciclone. Il flusso del gas inizia ad invertire in prossimità del fondo della sezione conica, ruota gradualmente verso l'alto nella parte centrale, ed infine viene scaricato dal tubo montante.
Minore è il diametro del separatore a ciclone, maggiore è la velocità di ingresso e maggiori sono le rotazioni, minore è la dimensione delle particelle separate. Per i separatori a ciclone reali-, a causa dei disturbi del flusso d'aria, dell'attrito con la parete, della distribuzione non uniforme delle particelle, degli effetti di rimbalzo delle particelle-parete e dell'influenza della forma delle particelle, la dimensione critica delle particelle del separatore non è molto precisa e alcune particelle fini verranno mescolate nel materiale separato.
Anche la caduta di pressione di un separatore a ciclone è un importante indicatore di prestazione, solitamente proporzionale al quadrato della velocità di ingresso del gas, che può essere espressa dalla seguente formula:
L'efficienza di separazione di un separatore a ciclone è un indicatore tecnico molto importante. Le particelle nel gas in polvere fine sono solitamente composte da particelle di varie dimensioni. Nella tecnologia di separazione, la disperdibilità viene spesso utilizzata per riflettere la distribuzione delle dimensioni delle particelle. La disperdibilità è la percentuale in massa di particelle di varie dimensioni nella polvere fine.
La pratica ha dimostrato che l'efficienza di separazione non è solo correlata alla struttura e alle condizioni operative del separatore, ma varia anche con la distribuzione delle dimensioni delle particelle. Per la stessa apparecchiatura in condizioni operative simili, diverse distribuzioni delle dimensioni delle particelle determinano efficienze complessive diverse. Pertanto, nella tecnologia di separazione, la distribuzione delle dimensioni delle particelle viene utilizzata per determinare l'efficienza di separazione del separatore, che è l'efficienza di classificazione. Ciò rappresenta l'efficienza di separazione del separatore per un determinato intervallo di dimensioni delle particelle di polvere.
Quando si tratta un grande volume di materiale, l'utilizzo di un singolo separatore a ciclone di dimensioni eccessive tende a ridurre l'efficienza. Diversi separatori a ciclone di piccolo-diametro possono essere collegati in parallelo per formare un gruppo di separatori a ciclone. La riduzione del diametro del separatore a ciclone aumenterà la forza centrifuga e la velocità di sedimentazione delle particelle.