Очистка газов в фильтрах
В основе работы пористых фильтров всех видов лежит процесс фильтрации газа через пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее.
Фильтрующие перегородки весьма разнообразны по своей структуре, но в основном они состоят из волокнистых или зернистых элементов и условно подразделяются на следующие типы;
гибкие пористые перегородки - тканевые материалы из природных, синтетических или минеральных волокон; нетканые волокнистые материалы (войлоки, клееные и иглопробивные материалы, бумага, картон, волокнистые маты); ячеистые чисты (губчатая резина, пенополиуретан, мембранные фильтры);
полужесткие пористые перегородки - слои волокон, стружка, вязаные сетки, расположенные на опорных устройствах или зажатые между ними,
жесткие пористые перегородки - зернистые материалы (пористая керамика или пластмасса, спеченные или спрессованные порошки металлов, пористые стекла, углеграфитовые материалы и др.); волокнистые материалы (сформированные слон из стеклянных или металлических волокон); металлические сетки и перфорированные листы.
В процессе очистки запыленного газа частицы приближаются к волокнам или к поверхности зерен материала, сталкиваются с ними и осаждаются главным образом в результате действия сил диффузии, инерции и электростатического притяжения.
В фильтрах уловленные частицы накапливаются в порах или образуют пылевой слой на поверхности перегородок, и таким образом сами становятся для вновь поступающих частиц частью фильтрующей среды. По мере накопления пыли пористость перегородки уменьшается, а сопротивление возрастает. Поэтому возникает необходимость удаления пыли и регенерация фильтра.
В зависимости от назначения и величины входной и выходной концентрации фильтры условно разделяют на три класса:
фильтры тонкой очистки — предназначены для улавливания с очень высокой эффективностью (более 99%) в основном субмикронных частиц из промышленных газов с низкой входной концентрацией (менее 1 мг/м1) и скоростью фильтрования менее 10 см/с. Фильтры применяют для улавливания особо токсичных частиц, в также для ультратонкой очистки воздуха при проведении некоторых технологических процессов. Они не подвергаются регенерации;
воздушные фильтры — используют в системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. Работают при концентрации пыли менее 50 мг/м3, при высокой скорости фильтрации-до 2,5-3 м/с;
промышленные фильтры (тканевые, зернистые, грубо волокнистые) применяют для очистки промышленных газов концентрацией до 60 мг/м3. Фильтры регенерируются.
Тканевые фильтры. Эти фильтры нашли широкое распространение. Возможности их использования расширяются в связи с созданием новых температуростойких и устойчивых к воздействию агрессивных газов тканей. Наибольшее распространение среди них получили рукавные фильтры (рисунок 5).
Рисунок 5 Рукавный фильтр:
- корпус;
- встряхивающееустройство;
- рукав;
- распре делительная решетка.
Корпус фильтра представляет собой металлический шкаф, разделенный вертикальными перегородками на секции, в каждой из которых размещена группа фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены и подвешены к раме, соединенной с встряхивающим механизмом. Внизу имеется бункер для пыли со шнеком для ее выгрузки. Встряхивание рукавов в каждой из секций производится поочередно.
В тканевых фильтрах применяют фильтрующие материалы двух типов: обычные ткани, изготавливаемые на ткацких станках и войлоки, получаемые путем сволачивання или механического перепутывания волокон иглопробивным методом. В типичных фильтровальных тканях размер сквозных пор между нитями достигает 100 - 200 мкм.
К тканям предъявляют следующие требования:
высокая пылеемкость при фильтрации;
сохранение оптимально высокой воздухопроницаемости в равновесно запыленном состоянии;
высокая механическая прочность и стойкость к истиранию при многократных изгибах, стабильность размеров и свойств при повышенной температуре и агрессивном воздействии химических примесей;
способность к легкому удалению накопленной пыли;
низкая стоимость.