25. Основные механизмы улавливания частиц при фильтровании. Рукавные фильтры, методика подбора. Фильтровальные ткани. Способы регенерации.

Р укавные фильтры - Фильтровальные материалы

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.

Проходя через фильтрующие волокна, поток разделяется на тонкие непрерывно разъединяющиеся и смыкающиеся струйки. Частицы, обладая инерцией, стремятся перемещаться прямолинейно, сталкиваются с волокнами, зернами и удерживаются ими. Такой механизм характерен для захвата крупных частиц и проявляется сильнее при увеличении скорости фильтрования. Электростатический механизм захвата пылинок проявляется в том случае, когда волокна несут заряды или поляризованы внешним электрическим полем.

В фильтрах уловленные частицы накапливаются в порах или образуют пылевой слой на поверхности материла (пылевая корка), и таким образом сами становятся для вновь поступающих частиц частью фильтрующей среды. По мере накопления пыли пористость материала уменьшается, а сопротивление возрастает. Поэтому возникает необходимость удаления пыли и регенерации фильтра.

Существующие материалы, применяемые для фильтрации, обладают всеми необходимыми свойствами и их выбирают в зависимости от конкретных условий очистки.

Хлопчатобумажные ткани обладают хорошими фильтрующими свойствами и имеют низкую стоимость, но обладают недостаточной химической и термической стойкостью, высокой горючестью и влагоемкостью.

Шерстяные ткани характеризуются большой воздухопроницаемостью, обеспечивают надежную очистку и регенерацию, но стойкость к кислым газам, особенно к SО и туману серной кислоты, низкая. Стоимость их выше, чем хлопчатобумажных. При длительном воздействии высокой температуры волокна становятся хрупкими. Работают при температуре газов до 90 °С.

Синтетические ткани вытесняют материалы из хлопка и шерсти благодаря более высокой прочности, стойкости к повышенным температурам и агрессивным воздействиям, более низкой стоимости. Среди них нитроновые ткани, которые используют при температуре 120—130°С в химической промышленности и цветной металлургии. Лавсановые ткани используются для очистки горячих сухих газов в цементной, металлургической и химической промышленности. В кислых средах стойкость их высокая, в щелочных — резко снижается.

Стеклоткани стойки при 150—350°С. Их изготовляют из алюмоборосиликатного бесщелочного или магнезиального стекла.

Аэродинамические свойства чистых фильтровальных материалов характеризуются воздухопроницаемостью — расходом воздуха при определенном перепаде давления, обычно равном 49 Па. Воздухопроницаемость выражается м3/(м2 мин); численно она равна скорости фильтрации при 49 Па. Сопротивление не запыленных тканей при нагрузках 0,3—2 м3/(м2 мин) обычно составляет 5—40 Па.

По мере запыления, аэродинамическое сопротивление материалов возрастает, а расход газа через фильтр уменьшается.

Материал регенерируют. После нескольких циклов фильтрации-регенерации остаточное количество пыли в ткани стабилизируется; оно соответствует так называемому равновесному пылесодержанию ткани (в кг/м2) и остаточному сопротивлению равновесно запыленной ткани. Значения этих величин зависят от типа фильтрующего материала, размеров и свойств пылевых частиц, относительной влажности газов, метода регенерации и других факторов.

Аэродинамическое сопротивление тканей постоянно изменяется во времени в некоторых преде

Классификация рукавных фильтров по способу регенерации фильтровального материала:

Механическое встряхивание

Механическое встряхивание это основной способы регенерации фильтровального материала. Он основан на сотрясении рукавов в вертикальном и или горизонтальном направлении. Достоинствами фильтров с механическим отряхиванием является стабильность удаления осадка пыли. В качестве основных недостатков следует отметить сложность встряхивающего механизма, который требует постоянного внимания обслуживающего персонала, истирание и изломы рукавов в одних и тех же местах, чувствительность системы к усадке и вытяжке рукавов, необходимость отключения фильтра или отдельной секции на время проведения регенерации.

Обратная продувка

Эффективный метод регенерации фильтровального материала путем обратной продувки очищенным газом или напорным воздухом. Обратная продувка, как правило, применяется в сочетании с другими способами: механическим встряхиванием, перекручиванием, вибрацией, покачиванием рукавов и др. Такие фильтры(фильтры ФРО) довольно эффективны, удобны в эксплуатации и обслуживании. Однако производительность их несколько снижена за счет подсоса воздуха в период регенерации фильтровального материала. Обратная продувка обычно сопровождается плавной деформацией фильтровального материала, которая не действует так отрицательно на волокна как, например, механическое отряхивание.

Импульсная продувка

Одним из наиболее эффективных способов регенерации фильтровального материала, который широко распространен в конструкциях каркасных фильтров, является импульсная продувка. Отечественные фильтры с импульсной продувкой типа ФРКИ, ФРИ, ФКИ нашли применение почти во всех отраслях промышленности. Фильтры с импульсной продувкой отличаются тем, что в их конструкции нет встряхивающих механизмов, дросселей и обдувочных вентиляторов.

Принцип работы рукавного фильтра серии "ФР" основан на улавливании пыли фильтрующим материалом при прохождении через него запыленного воздуха. По мере увеличения на поверхности фильтрующих рукавов толщины слоя пыли возрастает аэродинамическое сопротивление фильтра и снижается его пропускная способность, во избежание чего фильтр оснащается устройством встряхивания.