Тканевые фильтры
Ротационные (динамические) пылеуловители
В ротационных (динамических) пылеуловителях очистка газов от пыли осуществляется за счет сил, возникающих при вращении рабочего колеса.
Ротационные пылеуловители помимо осаждения частиц пыли из газового потока выполняют еще и роль тягодутьевого устройства. Одновременно с перемещением воздуха они очищают его от фракции пыли крупнее 5 мкм. Ротационный пылеуловитель представляет собой вентилятор и пылеуловитель, совмещенные в одном агрегате, поэтому он обладает большой компактностью.
1 – вентиляторное колесо; 2 – спиралеобразный кожух; 3 – пылеприемное отверстие; 4 – выхлопная труба
Рисунок - Схема простейшего пылеуловителя ротационного типа
Широкого распространения пылеуловители ротационного типа не получили именно из-за относительной сложности конструкции и процесса эксплуатации по сравнению с другими аппаратами сухой очистки газов от механических загрязнений.
Из всех фильтров для выделения дисперсной фазы из газовых потоков тканевые имеют наибольшее распространение.
В тканевых фильтрах применяют фильтрующие материалы двух типов:
– обычные ткани (хлопчатобумажные, шерстяные, нитроновые, лавсановые, полипропиленовые и другие синтетические ткани, а также стеклоткани)
– нетканые материалы (фетры, войлоки, получаемые путем свойлачивания или механического перепутывания волокон иглопробивным методом).
В типичных фильтровальных тканях размер сквозных пор между нитями достигает 100–200 мкм.
Аэродинамические свойства чистых фильтровальных тканей характеризуются воздухопроницаемостью – расходом воздуха, проходящего через 1 м2 ткани при определенном перепаде давления рт, обычно равном 49 Па. Воздухопроницаемость выражается в м3/(м2 с) и численно равна скорости фильтрования в м/с при рт = 49 Па.
По мере запыления аэродинамическое сопротивление ткани возрастает, а расход газа через фильтр уменьшается. При достижении рт = 5002000 Па ткань регенерируют путем продувки газа в обратном направлении, механического встряхивания или другими методами. После нескольких циклов «фильтрование–регенерация» остаточное количество пыли в ткани стабилизируется и начинает соответствовать так называемому равновесному пылесодержанию ткани q (в кг/м2) и остаточному сопротивлению равновесно запыленной ткани рр.
К тканям предъявляются следующие требования:
– высокая пылеемкость при фильтровании и способность удерживать после регенерации такое количество пыли, которое достаточно для обеспечения высокой эффективности очистки газов от тонкодисперсных твердых частиц;
– сохранение 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.
Тканевые фильтры подразделяются по следующим признакам:
– по виду используемой фильтровальной ткани – из естественных или синтетических материалов;
- по форме фильтрующей поверхности могут быть рукавными и рамочными. Наибольшее распространение в промышленности получили рукавные фильтры.
– по месту расположения вентилятора или дымососа по отношению к фильтру – если вентилятор установлен до фильтра, то фильтр называют всасывающим, а если после фильтра – нагнетательным;
– по способу и устройству регенерации ткани – встряхивание механическое, вибрационное, импульсное сжатым воздухом, продувка обратным током воздуха или очищенного газа;
– по наличию и форме корпуса, в котором размещены тканевые фильтровальные элементы, – закрытые фильтры (камерные, с прямоугольным или цилиндрическим корпусом) или открытые (бескамерные);
– по числу секций в одной установке – одно- и многосекционные;
– по длительности работы – фильтры непрерывного и периодического действия.
а) режим фильтрации; б) режим регенерации;
1 – газопровод запыленного газа; 2 – рукава; 3 – корпус; 4 – подвод продувочного воздуха; 5 – газопровод чистого газа; 6 – механизм встряхивания; 7 – клапан; 8 – бункер
Рисунок - Рукавный фильтр:
Корпус рукавного фильтра представляет собой металлический шкаф прямоугольного или круглого сечения, разделенный вертикальными перегородками на секции, в каждой из которых размещена группа фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены и подвешены к раме, соединенной со встряхивающим механизмом. Внизу имеется бункер для пыли со шнеком для ее выгрузки. При прохождении запыленного газа через фильтровальную ткань твердые частицы постепенно осаждаются в порах между волокнами, сцепляются друг с другом и образуют пористую перегородку, обеспечивающую совместно с тканью высокую степень очистки газа. При образовании пылевого слоя определенной толщины, когда резко увеличивается гидравлическое сопротивление аппарата (до 500 -2000 Па), производят удаление пыли встряхиванием или продувкой рукавов обратным током воздуха. Регенерация рукавов проводится в каждой из секций поочередно.
Отношение длины рукава к диаметру составляет 16 - 20, а диаметр рукавов колеблется в пределах 125-300 мм. Такие фильтры используют в качестве завершающих ступеней в комплексных установках по очистке газов.
Тканевые фильтры работают в диапазоне температур, верхний предел которых определяется температуростойкостью фильтровального материала, а нижний – точкой росы очищаемого газа.