Odpylacz mechaniczny suchy jest to urządzenie w którym wytrącanie ziaren pyłu następuje w sposób mechaniczny na zasadzie wykorzystania siły grawitacyjnej, efektu bezwładności lub siły odśrodkowej. W zależności od mechanizmu wydzielania zanieczyszczeń rozróżnia się odpylacze: grawitacyjne, inercyjne, odśrodkowe, multicyklony i baterie cyklonów oraz wirowe przeciwbieżne.
Odpylacze grawitacyjne stanowią zwykle wstępny etap oczyszczania gazów. Stosowane są one do zanieczyszczeń o wielkości >100 mikrometrów a ponadto gdy stężenie cząsteczek jest duże. (Rysunek i wyjaśnić działanie).
- Komora osadcza pyłowa. Aby spowodować osadzenie się ziaren na dnie komory prędkość przepływu zapylonego gazu przez komorę powinna kształtować się poniżej 1m/s. Wadą tych komór są duże trudności związane z oczyszczaniem wydzielonego w niej pyłu oraz niska skuteczność odpylania w odniesieniu do przeciętnego składu pyłów.
- Komora osadcza pyłowa z półkami. Można ulepszyć komorę osadową pyłową poprzez instalowanie łańcuchów, co owocuje stopniowaniem przepływu i zakłóceniem strumienia aerozolu. Polepsza to teoretyczną sprawność odpylania o 50-70%. Prędkość gazu w komorze powinna być mniejsza niż 3m/s. Stosowanie półek sprawia jednak wiele kłopotów ruchowych oraz utrudnia usuwanie pyłu.
Odpylacze inercyjne - wykorzystuje się w nich efekt bezwładności pyłu przy gwałtownej zmianie toru ruchu. Z dobrym efektem można usuwać cząstki o rozmiarach powyżej 20 mikrometrów. Prędkość strumienia wylotowego dochodzi tu do 10 m/s zmniejszając się wewnątrz odpylacza do około 1 m/s. Prędkość strumienia aerozolu musi być dostosowana do przekroju aparatu aby wskutek turbulencji nie następowało porywanie wydzielonych już cząsteczek. Sprawność odpylania dochodzić może do około 80% dla cząstek powyżej 30 mikrometrów. Dla pyłów grubszych - powyżej 95%. Odpylacze te znajdują zastosowanie w piecach obrotowych, konwektorach, suszarniach itp. (Rysunek - opisz go ładnie KaŚÓóÓó!).
Zaletą odpylaczy inercyjnych jest duża skuteczność odpylania, pewność pracy i łatwość zabudowy. Wadą jest mała skuteczność odpylania drobnych frakcji pyłu.
Odpylacze odśrodkowe. W odpylaczach odśrodkowych - cyklonach - wykorzystuje się mechanizm polegający na działaniu sił odśrodkowych na cząstki aerozolowe. Strumień zapylonego gazu wpływając stycznie do cyklonu, ulega znacznemu odchyleniu w kierunku ściany i spływa wzdłuż niej spiralnie. Obok wymienionego zasadniczego przepływu w przestrzeni tej występuje również nakładający się dryfujący przepływ gazu w kierunku rdzenia cyklonu. (żeby KaŚaA przedstawiła banana). Prędkość wirowania jest największa i decyduje o sprawności odpylania.
Sprawność odpylania zależy od siły odśrodkowej, odległości od ściany i czasu jej działania. W konstrukcjach klasycznych cyklonów strumień aerozolu jest wprowadzany stycznie do cylindrycznej części aparatu. W innych rozwiązaniach ruch wirowy następuje wskutek przypływu strumienia aerozolu przez nieruchomy wirnik, którego łopatki mają zarys linii śrubowej lub w wyniku wirowania silnika. W cyklonach klasycznych z rewersyjnym przepływem gazu gaz wpływa stycznie do części stożkowej, gdzie zmienia kierunek na przeciwny. Poruszając się dalej ruchem wirowym spiralnym wzdłuż osi cyklonu do góry gaz opuszcza cyklon centralnie umieszczoną rurą odlotową. W cyklonach z wylotem osiowym przed wlotem do części cylindrycznej gaz przepływa przez zespół łopatek nachylonych pod odpowiednim kątem do poziomu, gdzie następuje zmiana ruchu z prostoliniowego na wirowy. W cyklonach przelotowych gaz po wprowadzeniu w ruch wirowy nie zmienia już swojego kierunku przepływu.
Odpylacze odśrodkowe z wirującym wirnikiem mają ograniczone zastosowanie ze względu na małą sprawność odpylania oraz szybkie zużycie.
- Multicyklony i baterie cyklonów. Sprawność odpylania w cyklonie zwiększa się wraz z zmniejszeniem jego średnicy nawet, jeżeli jego prędkość styczna gazu pozostaje stała. Wynika stąd że większą sprawność odpylania można uzyskać stosując szereg małych cyklonów zamiast jednego dużego. Umieszcza się więc pojedyncze cyklony o małej średnicy we wspólnych płytach sitowych - dolnej i górnej. Wspólny jest też zbiornik wydzielonego pyłu. Wymieniony odpylacz (multicyklon) może składać się z kilkudziesięciu do kilkuset pojedynczych cyklonów o średnicy 10-300mm. Strumień aerozolu wpływając do obudowy rozdziela się na poszczególne cyklony, najczęściej rewersyjne z osiowym wlotem, gdzie dzięki łopatkom kierującym jest wprowadzany w ruch wirowy.
Głównym problemem efektywnego odpylania w multicyklonach jest równomierny rozdział gazu na poszczególne cyklony. Niespełnienie tego warunku jest przyczyną zwrotnego przepływu gazu przez 1 lub wiele pojedynczych cyklonów, co niweczy ogólny efekt odpylania. Nie zaleca się usuwania w multicyklonach higroskopijnych pyłów o właściwościach adhezyjnych. Prowadzą one do zablokowania cyklonów pojedynczych.
Odpylanie dużych objętości gazu prowadzi się w kilku cyklonach ustawionych względem siebie równolegle w tzw. Baterie cyklonów. Aby uniknąć nierównomiernego rozkładu gazu na poszczególne cyklony unika się łączenia w baterie więcej niż 6 cyklonów w 1 szeregu.
Odpylacze odśrodkowe znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle ze względu na prostą i zwartą budowę, brak części ruchomych, możliwość pracy w warunkach wysokiej temperatury i dużego ciśnienia, niewielkie koszty wykonania oraz nieskomplikowaną obsługę. Zasadniczą wadą cyklonów jest znaczny spadek ciśnienia gazu, niezbędny do efektywnego odpylania.
Odpylacze wirowe przeciwbieżne są ulepszoną wersją cyklonów. Stosuje się w nich kombinację wirowego przepływu strumienia gazu wokół osi cylindra oraz przepływu wtórnego, który otacza od zewnątrz strefę przepływu wirowego pierwotnego, skierowanego w kierunku przeciwnym. Strumień odpylanego gazu wpływa osiowo od dołu do zasadniczej części odpylacza, gdzie uzyskuje ruch wirowy wznoszący się w centrum cylindra. Równocześnie od górnej części cylindra dyszami nieruchomego wirnika wprowadza się dodatkowy, wtórny strumień gazu, którego oś wirowa jest skierowana w dół, lecz kierunek obrotów zgodny jest z wirem pierwotnym.
Cząstki aerozolowe pod wpływem działania siły odśrodkowej przemieszczają się ze strefy wiru pierwotnego do strefy wiru wtórnego i przenoszone są dalej, do dolnej części odpylacza, poniżej wlotu aerozolu, gdzie gromadzą się w postaci warstwy pyłu. Strumień gazu wtórnego podczas przepływu w dół przenika do strefy wiru pierwotnego i opuszcza z nim odpylacz jako gaz oczyszczony.
W odpylaczach przeciwbieżnych strumień gazu wtórnego można doprowadzić za pomocą: a) dysz, b) osiowego elementu zawirowującego. W wariancie a) zapylony gaz stanowi strumień gazu wtórnego. Z punktu widzenia zużycia energii układ ten jest najbardziej racjonalny. Wariant b), w którym podaje się do aparatu czyste powietrze za pomocą dysz pod ciśnieniem stosowane jest wówczas np. gdy istnieje konieczność jednoczesnego obniżenia temperatury gazu oczyszczonego lub równocześnie przebiega inny proces łączenia z odpylaniem gazu.
Istotną zaletą tych odpylaczy jest możliwość usuwania cząstek o mniejszej średnicy 3-5 mikrometra. Wadą odpylacza jest konieczność stosowania gazu wtórnego o wysokim ciśnieniu niezbędnym do sprawnego odpylania cząstek.