Фильтрование. Описание процесса, конструкции фильтров.

Фильтрование – это процесс разделения неоднородных дисперсных систем путем пропускания их через пористую перегородку, задерживающую одну фазу и пропускающую другую. Обычно к таким системам относят суспензии (жидкость – твердое тело) и аэрозоли (газ – жидкость, газ – твердое тело).

Рассмотрим принцип процесса фильтрации на примере работы простейшего фильтра для разделения суспензий. Он представляет собой сосуд, разделенный на две части фильтрующей перегородкой. Если фильтрующий материал сыпуч, то для его удержания в форме слоя может использоваться поддерживающая конструкция, к примеру, опорная решетка. Суспензия подается в одну часть сосуда, проходит через фильтрующую перегородку, на которой происходит полное или частичное отделение дисперсной фазы, после чего выводится из сосуда. Для продавливания жидкости через перегородку по разные стороны от нее создается разность давлений, при этом суспензия продавливается из части сосуда с большим давлением в часть сосуда с меньшим давлением. Разность давлений является движущей силой процесса фильтрования.

+ См.Вопрос №17

Теоретические основы энергосбережения

Энергосбережение - одна из главных задач грамотных руководителей организаций. Это не пустое высказывание, а существующая реальность сложившейся ситуации в России. Практика показывает, что вложение инвестиций в «практическое энергосбережение» дает ощутимые показатели роста и снижение себестоимости продукции. Термин «практическое» применен не случайно. Конечной целью любого энергосберегающего мероприятия является не просто внедрение новых технологий, навязанных СМИ и агрессивной рекламой, а реальная экономия энергии. Тогда возникает самый главный вопрос: «Как этой цели можно достигнуть?».

Основные принципы энергосбережения могут быть представлены простой схемой:

1. Определение потерь энергии;

2. Выявление причин потерь;

3. Поиск инструмента для решения проблемы;

4. Применение инструмента.

Виды аппаратов газоочистки

1. Гравитационная очистка газов.

1-камера; 2 - горизонтальные перегородки (полки); 3 - отражательные перегородки;4 дверцы

Запыленный газ поступает в камеру 1, внутри которой установлены горизонтальные перегородки 2 (полки). Частицы пыли оседают из газа при его движении между полками, расстояние между которыми составляет 0,1-0,4 м. При такой небольшой высоте каналов между полками уменьшается путь осаждающихся частиц, увеличивается производительность. Вместе с тем наличие полок позволяет увеличить поверхность осаждения, т.е. эффективность процесса разделения. Газ, пройдя полки, огибает вертикальные отражательные перегородки 3, при этом на них дополнительно осаждается количество пыли. Пыль, осевшая на полках, периодически удаляется вручную специальными скребками через дверцы 4. под действием силы тяжести достаточно эффективно можно удалить только крупные частицы. Для частиц меньшего размера эффективность процесса разделения не превышает 40%.

2. Под действием сил инерции и центробежных сил.

В центробежных пылеосадителях (циклонах) осаждение взвешенных в газовом потоке частиц происходит в поле центро­бежных сил.

Поступающий на очистку газ подводится к центробежному пылеосадителю по трубопроводу, направленному по касатель­ной к цилиндрической части аппарата. В результате газ вра­щается внутри циклона вокруг выхлопной трубы. Под действием центробежной силы, возникающей при вращательном движении газа, твердые частицы большей массой отбрасываются от центра переферии, осаждаются на стенке, а затем через коническую часть удаляются из аппарата. Очищенный газ через выхлопную трубу поступает в производство или выбрасывается в атмосферу.

С уменьшением радиуса циклона значительно увеличивают­ся центробежная сила и скорость осаждения частиц. На основе этой зависимости созданы конструкции батарейных циклонов, более эффективных, чем обычные циклоны. Батарейные циклоны состоят из параллельно включенных элементов малого диаметра (150— 250 мм). Их применяют в ши­роком диапазоне изменения температур очищаемого газа (до 400° С) при относительно небольшой концентрации взвешенных в нем твердых частиц. Батарейные циклоны имеют прямоуголь­ный корпус и состоят из одной или нескольких секций.

1- корпус; 2,3 -решетки; 4-патрубок для ввода запыленного газа; 5- элементы ; 6 – патрубок для вывода очищенного газа; 7 –конусное днище

Общие недостатки центробежных пылеосадителей — недо­статочная очистка газа от тонкодисперсной пыли, высокое гидравлическое сопротивление, а следовательно, и большой расход энергии на очистку газа, быстрое истирание стенок пылью, а также чувствительность аппаратов к колебаниям нагрузки.

3.Очистка газов фильтрованием.

По характеру работы различают фильтры непрерывного и перио­дического действия.

Фильтр непрерывного действия характеризуется тем, что подвод суспензии, удаление осадка или отвод сгущенной суспензии осущест­вляются непрерывно. В фильтрах периодического действия непре­рывность операций нарушается.

Фильтры разделены на группы 1—8 по конструкции фильтроваль­ного элемента: 1-барабан (полый цилиндр с горизонтальной осью вращения); 2-диск (плоский фильтровальный элемент круглой формы, закрепленный на вращающемся валу); 3- тарелка (филь­тровальный элемент круглой формы с вертикальной осью вращения); 4- лента (гибкий бесконечный фильтровальный элемент); 5 - филь­тровальный лист (плоский фильтровальный элемент с боковым от­водом фильтрата); 6 - патрон (цилиндрическая труба, покрытая филь­трующей перегородкой); 7-цилиндр (полый цилиндрический эле­мент); 8-плита (плоский фильтровальный элемент, стянутый с со­седними подобными элементами в пакет).

В фильтрах периодического действия фильтрующие элементы по форме аналогичны указанным, но исключен параметр, обеспечи­вающий непрерывность процесса, например вращение.

Рукавные фильтры предназначены для высокоэффективной очистки запыленных газов, не являющихся токсичными, агрессивными, пожаро- или взрывоопасными.

Рукавный фильтр с механическим встряхиванием и обратной продувкой ткани:I- IV - секции фильтра; 1,9 - вентиляторы; 2 - входной газоход; 3 - камера; 4 - рукава; 5 - распределительная решетка; 6,8 - дроссельные клапаны; 7 - выхлопная труба; 10 - встряхивающий механизм; 11 - рама; 12 - шнек; 13 - шлюзовый затвор