Точка росы - это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Этот параметр зависит от давления воздуха.

Основной характеристикой тканевого фильтра является общая поверхность его рукавов

,

где z – общее число рукавов в аппарате.

Так как во время работы фильтра с обратной продувкой часть его рукавов z_пр отключается на регенерацию, общая площадь поверхности рукавов:

,

где F_ф – расчетная поверхность фильтрования в аппарате, м².

При импульсной продувке принимают F = F_ф.

В фильтрах, имеющих n самостоятельных секций, количество рукавов, одновременно подвергающихся продувке:

.

Расчет рукавного тканевого фильтра сводится к определению общей поверхности фильтрования F_ф и числа фильтров или секций. Расчетная поверхность фильтрования определяется по формуле:

,

где Q_г – расход запыленного газа, поступающего в аппарат, м³/с;

Q_пр = (0,10-0,2)Q_г – расход продувочного воздуха, м³/с (меньшие значения принимают для синтетических тканей, чтобы предотвратить их переочистку);

Q_п.в – расход подсасываемого в аппарат воздуха, м³/с;

v_ф – допускаемая удельная нагрузка тканевого фильтра по газу (значения этой величины для различных видов тканей см. справочник), м/с.

Расход подсасываемого воздуха зависит от температуры запыленного газа, поступающего в фильтр. Если запыленный газ подходит к фильтру с высокой температурой Т_г, которую необходимо снизить до температуры смеси Т_см ниже допустимой температуры Т_д для данного вида ткани за счет подсоса холодного воздуха, то количество этого воздуха можно рассчитать как:

,

где ρ_г и ρ_в – соответственно плотность газа и подсасываемого из атмосферы воздуха, кг/м³;

Т_в – температура атмосферного воздуха, °С (для ориентировочных расчетов Т_в = 20 °С).

Если запыленный газ подходит к фильтру с температурой Т_г < Т_д, то количество подсасываемого воздуха принимают:

Рассчитанная поверхность фильтрации F_ф должна быть проверена на допустимую запыленность ткани:

,

где G_н – исходное количество пыли в газе, поступающем в рукавный фильтр, кг/с;

G_д – допустимая удельная запыленность ткани;

Рамные фильтры.

Рамки, разделители, боковые стенки корпуса могут быть выполнены из различного материала: фанеры, винипласта, алюминия, нержавеющей стали.

1 - П-образная планка; 2 - боковая стенка; 3 - разделители из гофрированной винипластовой пленки;4 - фильтрующий материал

Фильтрующий материал в виде ленты укладывается между П-образными рамками, чередующимися при сборке пакета открытыми и закрытыми сторонами в противоположных направлениях. Между соседними слоями материала устанавливаются гофрированные разделители, чтобы не допустить примыкания их друг к другу. Загрязненный воздух  поступает через открытые стороны рамок, проходит через материал и выходит с противоположной стороны.

Зернистые фильтры

В зернистых фильтрах пыль улавливается в слое дисперсного твердого материала. Их применяют реже, чем фильтры из волокнистых материалов.

Достоинства зернистых фильтров:

– доступность используемых в них материалов;

– возможность работы при высоких температурах и в условиях агрессивной среды;

– способность выдерживать большие механические нагрузки и перепады давлений, а также резкие перепады температуры.

Различают жесткие зернистые фильтры и насадочные (насыпные) зернистые фильтры.

Жесткие зернистые фильтры.

В этих фильтрах зерна прочно связаны друг с другом в результате спекания, прессования или склеивания и образуют прочную неподвижную систему. К ним относятся: пористая керамика, пористые металлы, пористые пластмассы.

Такие фильтры устойчивы к высокой температуре, коррозии и механическим нагрузкам и применяются для фильтрования сжатых газов.

Недостатки жестких зернистых фильтров:

- высокая стоимость,

- большое гидравлическое сопротивление и трудности регенерации (которую проводят четырьмя способами: – продуванием воздухом в обратном направлении; – пропусканием жидких растворов в обратном направлении; – пропусканием горячего пара; – простукиванием или вибрацией трубной решетки с элементами).

Насадочные (насыпные) зернистые фильтры.

В таких фильтрах улавливающие элементы (гранулы, куски и т. д.) не связаны друг с другом. К ним относятся: статические фильтры с неподвижным зернистым слоем, динамические фильтры с движущимся зернистым слоем (с гравитационным перемещением сыпучей среды), фильтры с псевдоожиженным слоем насадки.

В качестве насадки используют гальку, песок, шлак, опилки, дробленые горные породы, кокс, крошку резины, пластмассы, а также отходы различных производств.

Целесообразно насадку зернистого фильтра изготавливать из материала, пыль которого улавливается (например, из асбеста), т. к. в этом случае его вместе с уловленной пылью можно возвращать в производство.

При накоплении в зернистых фильтрах частиц пыли эффективность пылеочистки возрастает, однако увеличиваются и потери давления на фильтре. При слишком высоких потерях давления возникает необходимость в регенерации фильтра или его замене.

Обычно фильтры имеют насадку с размером зерен 0,2–2 мм. Высота неподвижных слоев на сетках находится в пределах 100–150 мм. Воздух направляется сверху вниз.

Насыпные зернистые фильтры регенерируют ворошением или вибрационным встряхиванием.

Зернистый фильтр состоит из двух или нескольких фильтрационных камер, соединенных параллельно. Когда одни из них регенерируются, другие работают. Кроме механической регенерации фильтров перспективен способ регенерации обратной импульсной продувкой газа.

Рисунок - Зернистый фильтр с неподвижным фильтрующим слоем: 1 – входной патрубок; 2 – выходной патрубок; 3 – контейнер; 4 – вибратор; 5 – пружины; 6 – фильтрующие слои; 7 – бункер; 8 – устройство для выгрузки пыли; 9 – продувочный патрубок	Рисунок - Фильтр с движущимися слоями зернистого материала: 1 – короб для подачи свежего зернистого материала; 2 – питатели; 3 – фильтрующие слои; 4 – затворы; 5 – короб для вывода запыленного зернистого материала

Очистка газов в электрофильтрах

В электрофильтрах очистка газов от пыли происходит под действием электрических сил.

Основными элементами электрофильтра являются коронирующий и осадительный электроды. Первый электрод в простейшем виде представляет собой проволоку, натянутую в трубке или между пластинами, второй - представляет собой поверхность трубки или пластины, окружающей коронирующий электрод (рисунок).

На коронирующие электроды подается постоянный ток высокого напряжения 30…60 кВ. Коронирующий электрод обычно имеет отрицательную полярность, осадительный электрод заземлен. Это объясняется тем, что корона при такой полярности более устойчива, подвижность отрицательных ионов выше, чем положительных. Последнее обстоятельство связано с ускорением зарядки пылевых частиц.

а - электрофильтр с трубчатыми электродами; б - электрофильтр с пластинчатыми электродами;

1 - коронирующие электроды; 2 - осадительные электроды.

Рисунок - Конструктивная схема электродов.

В процессе ионизации молекул газов электрическим разрядом происходит заряд содержащихся в них частиц (коронирующий электрод). Ионы абсорбируются на поверхности пылинок, а затем под действием электрического поля они перемещаются и осаждаются к осадительным электродам. Зарядка частиц в поле коронного разряда происходит по двум механизмам: воздействием электрического поля (частицы бомбардируются ионами, движущимися в направлении силовых линий поля) и диффузией ионов. Первый механизм преобладает при размерах частиц более 0,5 мкм, второй — менее 0,2 мкм. Для частиц диаметром 0,2—0,5 мкм эффективны оба механизма.

Максимальная величина заряда частиц размером более 0,5 мкм пропорциональна квадрату диаметра частиц, а частиц размером меньше 0,2 мкм - диаметру частицы.

Преимущества электрического пылеулавливания:

• возможность работы при высоких температурах до 425°С;

• работа установки в среде перенасыщенной влагой;

• возможность работы электрофильтра в агрессивных средах;

• возможность продолжительной работы установки за пределами технологических параметров, предусмотренными картой эксплуатации;

• низкое гидравлическое сопротивление установки ~200 Па;

• низкие эксплуатационные расходы;

• простота в обслуживании;

• высокая надежность узлов и механизмов.

Величину заряда q (кА), приобретаемого проводимой частицей сферической формы под воздействием электрического поля, рассчитывают по формуле:

где - диэлектрическая проницаемость ( = Ф/м);

Е - напряженность электрического поля коронного разряда, В/м.

Величину заряда, приобретаемого непроводимой частицей, определяют по формуле:

(11)

где  — относительная диэлектрическая проницаемость частицы.

1 - осадительный электрод; 2 - коронирующий электрод: 3 - рама; 4 - встряхивающее устройство; 5 - изолятор.

Рисунок 5 - Трубчатый электрофильтр

Таким образом, электроочистка включает процессы образования ионов, зарядки пылевых частиц, транспортирования их к осадительным электродам, периодическое разрушение слоя накопившейся на электродах пыли и сброс ее в пылесборные бункеры.

По конструктивным признакам электрофильтры различают

- по направлению хода газов - на вертикальные и горизонтальные;

- по форме осадительных электродов - с пластинчатыми, С-образными, трубчатыми и шестигранными электродами; по форме коронируюших электродов - с игольчатыми, круглого или штыкового сечения;

- по числу последовательно расположенных электрических полей - на одно- и многопольные;

- по расположению зон зарядки и осаждения на одно- и двухзонные;

- по числу параллельно работающих секций - на одно- и многосекционные.

Наиболее распространены электрофильтры с пластинчатыми и трубчатыми электродами. В пластинчатых электрофильтрах между осадительными пластинчатыми электродами натянуты проволочные коронирующие. В трубчатых электрофильтрах. осадительные электроды представляют собой цилиндры (трубки), внутри которых по оси расположены коронирующие электроды.

Схема трубчатого электрофильтра представлена на рисунке. Запыленный газ движется по вертикальным трубам диаметром 200—250 мм. Пыль оседает на внутренней поверхности труб. При помощи встряхивающего устройства ее удаляют в бункер.

Электрофильтры очищают большие объемы газов от пыли с частицами размером от 0,01 до 100 мкм при температуре газов до 400 – 450 °С. Гидравлическое сопротивление их достигает 150 Па. Затраты электроэнергии составляют 0,36 - 1,8 МДж на 1000 м³ газа.

Эффективность работы электрофильтров зависит от свойств пыли и газа, скорости и равномерности распределения запыленного потока в сечении аппаратов и т. д. Чем выше напряженность поля и меньше скорость газа в аппарате, тем лучше улавливается пыль.

При высоких температурах газа понижается электрическая прочность межэлектродного пространства, что приводит к ухудшению улавливания пыли. С повышением температуры газов возрастает их вязкость и объем, а следовательно, увеличивается скорость потока в электрофильтре, что снижает степень обеспыливания.

Для нормальной работы электрофильтров необходимо обеспечить чистоту осадительных и коронирующих электродов. Отложения загрязнений на коронирующем электроде способствуют повышению начального напряжения коронирования, но это не всегда возможно. Если пыль имеет большое электрическое сопротивление, то слой на электроде действует как изолятор и коронный разряд прекращается.

Уловленную пыль удаляют с помощью промывки водой. Расход воды 0,5 м³ на 1 м³ входного сечения фильтра, 0,08 м³ на 1000 м³ очищаемого воздуха, при давлении воды 300 кПа. Продолжительность промывки 3 - 5 мин. Промывка обычно производится раз в 1 - 2 мес., а при отсутствии противоуносного фильтра - 1 раз в неделю. Полная очистка ячеек фильтра производится 1 - 2 раз в год.