Влияние слоя осажденной пыли на эффективность улавливания тканью частиц диаметром 0,3 мкм
| Ткань | Эффективность очистки , % | ||
| чистая ткань | после запыления | после очистки обратной продувкой | |
| Тонкая синтетическая | |||
| Толстая ворсованная синтетическая | |||
| То же, шерстяная |
Колебательные перемещения верхних частей рукавов в горизонтальном направлении вызывают значительно меньший износ, но они и менее эффективны, так как колебания плохо распространяются по длине рукавов. Пыль удаляется по длине рукава неравномерно. Обычно в средней части рукавов остается больше пыли, что вызывает неравномерное распределение скоростей газов и более быстрое изнашивание тех мест, где интенсивнее происходит процесс регенерации — в верхней или нижней частях, в зависимости от способа встряхивания. Колебания рукавов в поперечном направлении чаще используются для тонких тканей с гладкой поверхностью, а также тканей, не стойких на излом (стеклотканей).
Диаметр рукавов, как правило, составляет 0,1–0,3 м, а длина 0,5–4,0 м. К фильтрам с механическим встряхивания относятся фильтры РФГ, УРФМ, РФК.
 Рис. 5.49. Способы механического встряхивания рукавов: а — встряхивание в горизонтальном направлении; б — ослабление и натяжение рукава в вертикальном направлении; в — вибрация |
 Рис. 5.50. Каркасный рукавный фильтр с импульсной продувкой: 1 — соленоидный клапан; 2 — труба для ввода сжатого воздуха; 3 — сопло; 4 — струя сжатого воздуха; 5 — прибор автоматического управления регенерацией; 6 рукав; 7 — каркас; 8 — бункер |
Регенерация с помощью аэродинамического встряхивания (рис. 5.50) осуществляться путем подачи импульса сжатого воздуха внутрь каждого фильтрующего элемента. В рассматриваемом методе механическое воздействие, обеспечивающее деформацию ткани, сочетается с обратной продувкой. Такой вид регенерации используется в каркасных рукавных и плоских фильтрах. Металлический каркас рукавов используется во избежание «схлопывания» рукавов. Избыточное давление сжатого воздуха при регенерации составляет 0,4–0,8 МПа; длительность импульса 0,1–0,2 с. В качестве фильтрующего материала обычно используют фетры, ибо ткани часто очищаются слишком интенсивно. Расход продувочного сжатого воздуха составляет 0,1–0,2% от количества очищаемых газов. В таких фильтрах нагрузка по газу составляет 1,5–6 м/мин. Одним из основных условий эффективных условий работы данного типа фильтров является ограниченность геометрических размеров фильтровальных элементов, что связано с эффективной регенерацией по всей длине рукава, в условиях, когда энергия импульса при перемещении вдоль рукава постепенно рассеивается. Поэтому диаметр рукавов не превышает 0,135 м, а длина, как правило, составляет 2–3 м (лишь в отдельных случаях до 6 м). К фильтрам данного типа относятся ФРКИ и ФРКДИ (рис. 5.46).
Обратная продувка без механического встряхивания достигается использованием отдельного вентилятора и применяется для пылей, легко сбрасываемых с ткани. Предпочтительно использовать для продувки очищенный газ, поскольку при этом не увеличивается общий объем газов. Объем продувочного газа лежит в пределах 7–10 % по отношению к объему очищаемого газа. Этот способ считается «мягким» и используется в больших фильтрах, оснащенных стеклотканями. Диаметр рукавов фильтров данного типа, как правило, не превышает 0,3 м, а длина 5 м. Отечественной промышленностью выпускается ряд фильтров с обратной посекционной продувкой — ФРО, ФР, СМЦ. В фильтрах с обратной продувкой, также как и в фильтрах с механическим встряхиванием используют рукава, выполненные из тканного материала, который является «подложкой» для формирования пылевого слоя, обеспечивающего высокую эффективность очистки газов.
Обратная струйная продувка используется для всех видов фильтровальных элементов (рукава или кассеты, тканые и войлочные материалы, осаждение пыли на внутренней и наружной поверхности рукава, одна или несколько секций). Принцип работы фильтра заключается в следующем. Вдоль рукава (рис. 5.51) вверх и вниз движется полое кольцо, через которое проходит истечение радиальной высокоскоростной струи воздуха с повышенным давлением, выдувающим пыль в направлении обратном фильтрации. Воздух подается в кольцо или в раму с кольцами от высоконапорного вентилятора или газодувки через гибкие шланги. Диаметр рукавов фильтров данного типа, как правило, не превышает 0,3 м, а длина 5 м. К фильтрам с обратной струйной продувкой относятся фильтр РФСП.
Недостаток струйной продувки — относительно сложная кинематика механизма перемещения каретки.
 Рис. 5.51. Струйная продувка рукавов: 1 — рукав; 2 — пылевой слой; 3 — кольцевая каретка с отверстиями; 4 — ниппель; 5 — гибкий шланг |
В России выпускается несколько десятков типов тканевых фильтров, отличающихся формой корпуса, диаметром рукава (от 90 до 450 мм), длиной рукава (от 2,5 до 10 м), отношением длины рукава к его диаметру (15–20), способом регенерации, видом применяемой фильтровальной ткани и др. Большинство из них разработано применительно к специфическим физико–химическим свойствам пылегазовых потоков в отраслях промышленности. Поэтому многие аппараты изготавливаются индивидуально или малыми сериями. Конструкции тканевых фильтров и их подробные характеристики представлены в источниках.
Наиболее дорогостоящий элемент при эксплуатации фильтра — фильтровальный материал (20–60% стоимости фильтра), а срок их службы — 18–36 месяцев. Для нормального функционирования любого тканевого фильтра необходимо выполнение следующих требований:
1) Температура очищаемого газа не должна превышать порога термостойкости фильтровального материала.
2) Система пылевыгрузки и транспортировки пыли должна функционировать бесперебойно. В случае неудовлетворительной пылевыгрузки и транспортировки, бункера переполняются и забиваются уловленной пылью и в конечном итоге фильтр выходит из строя.
3) Замена изношенных рукавов должна производиться своевременно. Для обнаружения секций фильтра с поврежденными рукавами в патрубки, соединяющие секции с коллектором очищенного газа, перпендикулярно газовому потоку, через специальные пробки вставляются специальные прутки, которые периодически вынимаются из патрубков. Наличие наростов пыли на них свидетельствует о разрыве или нарушении герметичности фильтра.
4) Правильное и своевременное техническое обслуживание всех вспомогательных узлов фильтра.
Расчет тканевых фильтров. Эффективность очистки воздуха в тканевых фильтрах достаточно высока и обычно не рассчитывается.
Разработка и расчет любого фильтра начинаются с выбора удельной газовой (или воздушной) нагрузки vф, которая представляет собой отношение объема очищаемого газа (воздуха) в единицу времени к площади поверхности фильтрации. Удельная газовая нагрузка измеряется в м3/(м2×мин) или м3/(м2×ч). Ясно, что численно это отношение после деления соответствует скорости фильтрации (м/мин).
Правильный выбор удельной газовой нагрузки (скорости фильтрации) является непростой задачей. Она должна выбираться исходя из оптимального соотношения между гидравлическим сопротивлением фильтра и занимаемой им площади. При высокой скорости фильтрации увеличиваются гидравлические потери, износ, возникает большая вероятность забивания рукавов пылью, уменьшается эффективность пылеулавливания. В результате возрастают эксплуатационные затраты на фильтр. Выбор неоправданно низких скоростей фильтрации приводит к большим габаритным размерам фильтра и завышенным капитальным затратам.
При выборе величины удельной газовой нагрузки обычно ориентируются на практический опыт эксплуатации тканевых фильтров на промышленных установках (табл. 5.23). При выборе удельной газовой нагрузки необходимо учитывать свойства ткани (табл. 5.24).
Результаты этих испытаний рассматриваются как ориентир для окончательного выбора величины удельной газовой нагрузки, который производится с учетом характеристик очищаемого газа. Более низкие значения удельной газовой нагрузки применяются при:
— улавливания мелких частиц;
— улавливания маслянистых и мелких частиц;
— увеличении интервалов между циклами регенерации;
— повышенной запыленности и температуры газового потока.
Наиболее надежным методом определения оптимальной удельной газовой нагрузки считается испытание «пилотной установки» непосредственно на промышленном объекте.
Практически удельная газовая нагрузка, для выбранного типа фильтра, может определяться двумя способами:
1) Для ориентировочных расчетов скоростью фильтрации можно пользоваться табл. 5.23, где деление пыли на пять классов является условным. Однако значения vф относятся к средним величинам входных концентраций пыли. Скорость фильтрации, как правило, будет меньше при повышенных концентрациях и температурах и при меньших размерах частиц, чем это обычно встречается. Поэтому выбранную скорость корректируют по формуле
vф = vфп A B C D, (5.46)
Таблица 5.23 Рекомендуемые скорости фильтрации в рукавных фильтрах
Таблица 5.24 Наши рекомендации |