Мокрые пористые фильтры

Мокрые пористые фильтры. Волокнистые фильтры. Очистительное устройство из мокрых волокнистых фильтров включает обычно один или несколько фильтрующих элементов, за которыми расположен сепаратор капель. Эти элементы изготавливают из стеклянных и в виде исключения металлических, например, алюминиевых, волокон.

Толщина волокон составляет 50 - 250 мк; чаще всего используют волокна толщиной 150 мк. Толщина фильтрующих элементов достигает иногда 200 мк. Фильтрующие элементы орошаются либо со стороны поступающего загрязненного газа, т.т. прямоточно, либо со стороны выходящего газа - противоточно. При противоточном обрызгивании фильтрующего элемента происходит значительный унос капелек потоком газа. Поэтому в очистительных устройствах с одним фильтрующим элементом необходимо использовать прямоточное орошение, а при нескольких элементах, следующих один за другим, прямоточное орошение рекомендуется применять перед последним фильтрующим элементом.

Линейная скорость движения воздуха через мокрые волокнистые фильтрующие элементы значительно выше, чем через сухие волокнистые фильтры. Большие скорости воздуха, применяемые при использовании мокрых волокнистых фильтров, очень выгодны, так как они позволяют изготавливать фильтрующие устройства значительно меньших размеров, чем устройства с сухими волокнистыми бумажными фильтрами.

Для орошения фильтрующих элементов применяют систему разбрызгивания воды под небольшим давлением. При этом важно обеспечить полное и наиболее равномерное смачивание водой фильтрующего элемента. 5 Рис. 17. Самоочищающийся масляный фильтр шторчатого типа Чтобы предотвратить унос газом капелек разбрызгиваемой воды, за последним элементом помещают сепаратор, в большинстве случаев в форме жалюзийных решеток.

Масляные фильтры. Кассетные фильтры, имеющие в качестве фильтрующего элемента смоченную маслом металлическую сетку, известны очень давно и находят широкое применение. Существует множество различных модификаций фильтров этого типа, отличающихся друг от друга формой и размерами кассеты и ее заполнением. Для смачивания фильтрующих поверхностей применяют различные минеральные и реже растительные масла. Наряду с кассетными масляными фильтрами широкое распространение у нас и за рубежом получили самоочищающиеся масляные фильтры (рис.17). Фильтрующим элементом самоочищающихся масляных фильтров является, как и в кассетных фильтрах, металлическая сетка, смоченная маслом.

Отличительной особенностью этих фильтров является то, что регенерация фильтрующих элементов осуществляется здесь непрерывно в процессе работы фильтра. Эта особенность самоочищающихся фильтров обеспечивает им существенные эксплуатационные преимущества: постоянные сопротивление и коэффициент очистки и значительно большую пылеемкость.

Самоочищающиеся масляные фильтры состоят из непрерывно движущейся фильтрующей панели и масляной ванны. При прохождении через ванну панель отмывается от пыли и, которая постепенно оседает на дно ванны. Для заполнения ванны применяют веретенное, вазелиновое или парфюмерное масло. Эффективность очистки воздуха достигает 90 - 98 %. На рис. 17 показана движущаяся панель фильтра шторчатого типа, который состоит из плотно перекрывающих друг друга металлических звеньев-шторок, подвешенных к двум непрерывным цепям и покрытых маслом. Запыленный воздух, проходя через них, оставляет на их поверхности частицы пыли [3]. 4.2 Электрические аэрозольные фильтры 4.2.1 Коронно-разрядные фильтры Действие коронно-разрядных фильтров основано на использовании коронного разряда.

Коронно-разрядные фильтры делятся на две основные группы: однозонные электрофильтры, в которых процесс ионизации газа с помощью коронного разряда и процесс осаждения заряженных частиц осуществляется в одной зоне; двухзонные электрофильтры (рис. 18), в которых зарядка и осаждение частиц разделены: в первой зоне расположена коронирующая, а во второй - осадительная система.

Однозонные электрофильтры в зависимости от формы осадительных электродов подразделяют на трубчатые и пластинчатые. В трубчатых электрофильтрах газ движется в вертикальном направлении. По осям труб располагаются проволочные коронирующие электроды круглого или иного сечения. В пластинчатых электрофильтрах осадительными электродами являются пластины, расположенные на расстоянии 250 - 300 мм друг от друга.

Между осадительными пластинами располагаются проволочные коронирующие электроды. Двухзонные электрофильтры изготовляют в виде отдельных ячеек, которые монтируют в секции, рассчитанные на определенную производительность. Секции устанавливают в одном корпусе. Запыленный воздух сначала проходит через коронирующую систему, где частицы получают ионный заряд того же знака, что и коронирующие электроды, а затем через осадительную систему [3]. 4.2.2 Электретные фильтры Схематический вариант электретного фильтра приведен на рис. 19. В принципе этот фильтр представляет собой систему плоских или концентрических щелей, образованных электретными поверхностями, несущими заряды чередующейся полярности.

Между поверхностью электрета и ограничивающими его электродами действует сильное электрическое поле. Максимальная величина этого поля может составлять 33 кВ/см, т. е. быть равной пробивной прочности окружающего электрет воздуха при нормальном атмосферном давлении.

После пропускания определенной порции запыленного газа поверхности электрета и электрода очищают от прилипших к ним частичек пыли, так как под действием слоя пыли электрическое поле в зазоре может перестать действовать [3]. 4.2.3 Мокрые электрофильтры Мокрые электрофильтры предназначены для очистки от смолы, масляных туманов и пыли генераторных и коксохимических газов.

Они рассчитаны на работу при температуре до 50 С и давлении до 40 кПа или разрежении до 5 кПа. Аппараты - вертикальные, однопольные, односекционные со стальным корпусом цилиндрической формы. Осадительные электроды трубчатой формы. Электрофильтры изготавливают двух типоразмеров с активным сечением 5 и 7,2 м2. Электрофильтр ПГ-8 предназначен для очистки от пыли и смолы газов, образующихся при газификации углей; для очистки газов, используемых в газовых турбинах, для синтеза аммиака, спиртов, обогрева коксовых печей и др. Электрофильтр оборудован устройством, через которое продувают пар или газ для удаления взрывоопасных газовых смесей при пуске и остановке [5]. Как следует из приведенного выше, для очистки от тонкодисперсной пыли находят применение различные по устройству фильтры, имеющие особенности: Из пористых воздушных фильтров наиболее эффективными являются волокнистые фильтры. Однако вследствие значительного аэродинамического сопротивления конструктивное их исполнение позволяет допускать нагрузки до 4000 м3/(м2 . ч) и в некоторых типах фильтров при различной фильтрующей поверхности - до 8000 м3/(м2 . ч). Как правило, волокнистые фильтры являются фильтрами однократного действия, т. е. после запыления их не регенерируют.

Тканевые фильтры имеют высокий коэффициент очистки и в то же время большое аэродинамическое сопротивление.

Они рассчитаны на очистку газов с большой начальной запыленностью Губчатые воздушные фильтры имеют незначительное аэродинамическое сопротивление, но по степени очистки относятся к фильтрам III класса, то есть эффективно улавливают пыль с размером частиц свыше 10 мк. Мокрые волокнистые фильтры достаточно эффективно улавливают тонкодисперсную пыль, однако очистка их от пыли не представляется возможной.

Масляные фильтры Рекка и масляные самоочищающиеся фильтры используют в основном как фильтры первой ступени очистки. Эффективность их сравнительно невысокая. Кроме того, при эксплуатации масляных фильтров происходит срыв капелек масла, которые загрязняют оборудование.

Электрофильтры обладают целым рядом преимуществ по сравнению с другими известными устройствами по обеспыливанию воздуха. Они способны очищать до 1 млн. м3 газов в 1 ч при любой концентрации взвешенных частиц. Электрофильтры работают как при атмосферном, так и при другом давлении. Их можно выполнять из материалов, стойких к кислотам, щелочам и другим агрессивным веществам. Эффективность очистки газов таким образом очень высока.

Эти устройства способны улавливать как сухие, так и мокрые частицы размером менее 0,001 мк. При этом они обеспечивают высокий коэффициент очистки при сравнительно небольшом аэродинамическом сопротивлении. Установки безопасны в эксплуатации и могут быть полностью автоматизированы. Однако используемые в настоящее время электрофильтры имеют ряд недостатков. Они плохо улавливают тонкодисперсные частицы с небольшим удельным электрическим сопротивлением, так как частицы, попадая на осадительный электрод, перезаряжаются и уносятся газовым потоком из электрофильтра.

При большом же удельном электрическом сопротивлении частиц пыли может произойти обратная корона. Электрофильтры очень чувствительны даже к незначительному изменению режима их эксплуатации. Они могут работать лишь при невысокой скорости очищаемого газа. Кроме того, они ненадежны при очистке агрессивных и высокотемпературных газов и не позволяют улавливать пыль в месте ее образования. К тому же все еще высока их стоимость.

Электростатические фильтры с фильтрующим материалом позволяют достичь более высокого коэффициента очистки, чем при использовании обычных фильтров, или при том же коэффициенте очистки значительно снизить аэродинамическое сопротивление последних. Однако применение этих фильтров затруднено вследствие сложности их конструктивного выполнения. Электретные фильтры пока еще не нашли широкого применения в промышленности [3]. 5. некоторые инженерные разработки 5.1 Система двухэтапной очистки газовых пылевых выбросов 5 Рис. 20. Схема пылеулавливающей установки В настоящее время разрабатываются новые высокоэффективные и экономичные аппараты сухой сепарации с возможностью возврата уловленной пыли в технологический процесс. Одной из таких разработок является пылеулавливающая установка ДЕКО-2ПУ (рис. 20), предназначенная для очистки газовых (воздушных) потоков от промышленной пыли. Установка обладает низкой энергоемкостью и металлоемкостью, характеризуется максимальной надежностью, а технические характеристики остаются постоянными в течение всего периода эксплуатации.

Таких результатов достигают за счет того, что входной патрубок подключен к пылевыпускному патрубку первого аппарата, в результате чего происходит высвобождение чистого воздуха из запыленного потока с целью создания оптимальной запыленности потока.

Первый пылеулавливающий аппарат состоит из цилиндрического корпуса, тангенциального входного 2, выходного 3 и пылевыпускного 4 патрубков и конусообразной обечайки 5, расположенной концентрично внутри нижней конической части корпуса 1, в результате чего образуется кольцевой зазор.

Входной патрубок 7 второго пылеулавливающего аппарата 6 подсоединен к пылевыпускному патрубку 4 первого пылеулавливающего аппарата, а выходной патрубок 8 - к входному патрубку 2 первого аппарата. Пылевыпускной патрубок 9 второго аппарата подсоединен к пыленакопительному бункеру 10 с патрубком 11 выгрузки пыли. Между входным патрубком 8 второго пылеулавливающего аппарата 6 и входным патрубком 2 первого пылеулавливающего аппарата располагается основное тягодутьевое устройство 12 (вентилятор или дымосос). Запыленный газовый поток поступает через тангенциальный входной патрубок 2 внутрь цилиндрического корпуса 1, где приобретает винтообразное движение и направляется в нижнюю часть корпуса.

Под действием центробежных сил частицы пыли перемещаются к стенке корпуса. Пристеночный слой газового потока, имеющий максимальную концентрацию пыли, попадает в кольцевой зазор между конусообразной обесчаткой 5 и конической частью корпуса 1. Отсюда частицы пыли с частью газового потока удаляются через пылевыпускной патрубок 4. Далее запыленная часть газового потока из первого аппарата поступает во второйпылеулавливающий аппарат 6, где обеспыливается и направляется в газовый поток, перемещаемый тягодутьевым устройством.

Выделенная из газового потока пыль собирается в пыленакопительном бункере. Установка ДЕКО-2ПУ обеспечивает высокую степень сепарации пыли независимо от фракционного состава и массы, отличается простотой конструкции, малыми размерами, минимальными трудозатратами при обслуживании и опорожнении накопительных бункеров и высокой степенью очистки воздуха [6]. 5.2 Пылеуловитель для мелкодисперсной пыли на основе центробежной и инерционной сепарации Сочетание центробежный и инерционных процессов, на основе которых работает пылеуловитель (рис. 21), позволяет значительно повысить степень улавливания мелкодисперсных частиц из газового потока за счет снижения вторичного уноса пыли. 5 Рис. 21. Конструкция пылеуловителя Запыленный газ через входной патрубок 6 поступает в завихрительное устройство 2, в котором расположены определенного профиля лопатки 5, способствующие закручиванию газопылевого потока.

Особое расположение входного патрубка обеспечивает сохранение высокой скорости газа (до 20 м/с) в верхней части аппарата в отличие от обычных циклонов.

Отделение частиц пыли в закрученном потоке происходит под действием центробежных сил в пространстве между корпусом 1 и экраном 8, установленным под завихрителем 2. Очищенный газ дважды изменив свое направление, поступает в патрубок вывода 7. Установка экрана соответствующей геометрии повышает эффективность пылеулавливания за счет лучшей аэродинамики потока в верхней части аппарата и снижает вторичный унос, предотвращая попадание отскочивших от корпуса частиц в поток очищенного газа. Отделившаяся пыль по стенке корпуса под действием силы тяжести поступает в нижнюю часть корпуса и собирается в бункер 9. Проведенные испытания показали, что при использовании описанного выше пылеуловителя вторичный унос пыли по сравнению с существующей системой пылеочистки (циклон ЦН-15) снизился в 1,5 раза, а общая степень очистки составила 98,5 % [7].