Старк С.Б. - Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве (1044944), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Тем не менее они дают возможность по пылезадерживающей способности одного слоя прогнозировать предполагаемую эффективность многослойного фильтра. Как показывают теоретические и экспериментальные исследования, в пористых фильтрах в подавляющем большинстве случаев режим движения газа ламинарный. Лишь в зернистых фильтрах при высоких скоростях фильтрования можно наблюдать режимы движения, находящиеся в переходной области. Вследствие этого для определения гидравлического сопротивления пористых перегородок широко используют закон Пуазейля: 2 Лр = 8)21хоя )г,лл. (5,26) Эквивалентный радиус поровых каналов может быть выражен через радиус фильтрующих элементов г„,=бго. Суммарную эквивалентную длину порового канала 1х выражают обычно через толщину слоя Н, т. е.
12=аоН, где а — коэффициент извилистости пор, учитывающий, с одной стороны, увеличение длины канала по сравнению с толщиной слоя, а с другой — эквивалентную длину местных сопротивлений порового канала. Фактическую скорость газа в канале и' выражают, как обычно, через скорость фильтрования (5.27) по' = ша/(1 — а).
88 Величина ф получила название показателя структуры фильтрующего слоя, так как она зависит от плотности упаковки а и геометрических характеристик слоя: 2Р = аг",Н!(1 — а) $',. (5.22) Очевидно, что аналитически эта величина может быть определена только для тел простейшей формы (шара, цилиндра). Любые пористые фильтры, как правило, многослойны (фильтрующие слои работают последовательно). Масса пыли, осажденная на всем фильтре, равна сумме масс, уловленных каждым из слоев.
Если считать, что степень очистки для всех слоев одинакова, то степень проскока каждого слоя равна ~ =~л=Г=... =1 — Ч (5.29) (5,31) После подстановки указанных величин в уравнение (5.26) последнее примет следующий вид: К.рмфГГ р= (5.28) 'о где Ко — коэффициент сопротивления пористой среды; 8ао Лл = (! — а) 8 Для определения этой величины ниже будет приведен ряд формул полуэмпирического вида в соответствии с характером пористой перегородки, т. е.
типом фильтра. В общем случае пористую перегородку можно представить состоящей из двух глоев: первичный — сама пористая перегородка с осажденными ии стенках поровых каналов частицами пыли, вторичный— глой уловленных частиц, накапливающихся на лобовой поверх- иости фильтра. С течением времени сопротивление первичного слоя изменя- ~ гся вследствие постоянного уменьшения его пористости, а вто- ричного в результате постепенного его утолщения.
Таким обра- и|м, общую потерю давления на фильтре Лр можно предста- иить как сумму потерь давления в каждом из слоев; (5.30) Г', 2 Потеря давления в первичном слое фильтра Лр1 может быть определена по формуле Лр, == А)ошф, |лс А — коэффициент, зависящий от пористости, геометрических и аэродинамических характеристик слоя; А=)'(КоНМо), здесь Мо — пылеемкость первичного слоя фильтра. Потеря давления в образующемся лобовом слое пыли Лро может быть подсчитана из выражения Л),2 К", РмФм =-К, '" Ех)' =Вип24М„ (5.32) 2 2 го~Рсл гоРсл ~ л«М, М1 — масса пыли, оседающей соответственно на всей илищади фильтра и на 1 м' площади его, кг; р, — плотность иылсвого слоя, кг/м',  — коэффициент, зависящий от пори- ~ и сти геометрических и аэродинамических характсристик об- 1 2 )млуЮщЕГОСя ВтОрИЧНОГО СЛОЯ ПЫЛИ; В=КО')Горло.
Следовательно, общая потеря давления на фильтре равна Лр ра2ф (А + ВМ,). (5.33) Вследствие того что степень очистки в пористых фильтрах и иабочем состоянии близка к 100 о , величину М, прибли- 89 Контрольные вопросы г Юшзук $2. Тканевые фильтры женно можно определить по начальной концентрации пыли в газовом потоке: М, = зтпгь(, (5.34) где / — время, отсчитанное от начала эксплуатации фильтра, с.
Численные значения коэффициентов А и В определяются опытным путем. 1, Физические основы пропесса фильтрования, 2. Механизмы процесса фильтрования. 3. Как составить дифференциальное уравнение, описывающее процесс очистки запыленного газа в фильтре? 4. От каких факторов зависит эффективность пористого фильтра? 5. Как определяют гидравлическое сопротивление пористого фильтра? Глава 6 РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ ФИЛЬТРОВ $1. Волокнистые фильтры Волокнистыми фильтрами называют пористые перегородки, составленные из беспорядочно расположенных, однако более или менее равномерно распределенных по объему волокон, каждое из которых принимает участие в осаждении аэрозольных частиц. В связи с высокой пористостью (аы0,1) аэрозольные частицы легко проникают в глубину пористой перегородки и сепарация их осуществляется всем объемом загрузки фильтра, Регенерация отработавших волокнистых фильтров в большинстве случаев затруднена и нерентабельна.
По окончании срока службы отработавшую фильтрующую среду заменяют новой. Вследствие этого волокнистые фильтры применяют главным образом для фильтрации слабозапыленных потоков с концентрацией пыли не более 5 мг/м', Волокнистые фильтры широко применяют для очистки атмосферного воздуха в системах приточиой вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления, а также в ряде установок специального назначения.
Для создания фильтрующих перегородок используют как естественные, так и специально изготовленные волокна толщиной 0,01 — 100 мкм, например отходы текстильного производства, шлаковую вату, целлюлозно-асбестовые волокна, стекловолокно, волокна из кварца, базальта, графита, различных металлов, алюмоборснликатов, полимеров и т, и. В СССР созданы и широко используются новые фильтрующие матепалы типа ФП (фильтры Петрянова), изготовленные из полимерных смол.
ти фильтры имеют незначительную толщину слоя (0,2 — 1,0), в котором на марлевую подложку или основу из более толстых полимерных волокон очень равномерно нанесены в несколько слоев синтетические полимерные волокна толщиной 1 — 2 мкм, Основной отличительной чертой этих фильтров являетсн высокая эффективность задержания мельчайших частиц, в том числе и наиболее проникающих при сравнительно низком аэродинамическом сопротивлении.
Условии работы фильтров типа ФП: скорость фильтрования !†!О см/с; начальная концентрация пыли до 0,5 мг/и'! температура газа до 60 'С, Прн этих условиях степень очистки может достигать 99,9 с/о и выше. Фильтры типа ФП применяют в больницах, специальных лабораториях, т. е. везде, где требуется создание стерильных или особо чистых условий. 60 /1 Фу „ б тнтуте им. КаРпова под руководством В Физико-химическом инстит т укса разработан метод расчета волокнистых фильтров, преимущемиеино применяемый в отечественной практике (19'. Ши око а ши получили амочны е ].
ирокое распространеогрозолей Инстит та им. р ч е фильтры типа ЛАИК конструкции лаборатор ута им. Карпова ~в 1 м объема размещается до 100 мв х ии мнем «Изотоп». фильтрующего материала) (рис. 6.1 . Эти фильтры выпускаются объ ю я о ъедине. ф р з других, более грубых синтетических волокон Волокнистые лгильт ы и лавсана и др ) часто применяют для улавливания мелких капель в иль~рах-туманоуловителях.
рис. 6.1. Схема воаониистого фильтра". Л вЂ” йхльтрующма материал; 3 — клинообразная ромка 1)анболее распространенным типом тканевого фильт а ру авный фильтр, схема работы которого дана на рнс. 6.2. ра явля- Главным элементом такого фильтра является рукав, изготовленный из фнльтровальной ткани.
Корпус фильтра разделен на несколько герметизированных камер, в каждой из кото ы , сщ о по нескольку рукавов. Газ, подлежащий очистке, подх разшгднтся в нижнюю часть каждой камеры н поступает внутрь рукавов. Фильтруясь через ткань, газ проходит в камеру, отлула через открытый выпускной клапан поступает в газопровод и!стого газа (рис. 6.2, а).
Частицы пыли, содержащиеся в неочищенном газе, оседают на внутренней поверхности рукава, в реультате чего сопротивление рукава проходу газа постепенно !исличивается. Когда оно достигнет некоторого предельного (по условиям тяги) значения, фильтр переводится иа режим регенерлпии (рис. 6.2, б), т. е. рукава освобождаются от осевшей на ипх пыли.
Наиболее часто регенерация осуществляется обратной продувкой. Продувочный воздух от специального вентилятора напр;шляют внутрь камеры через открытый продувочный клапан (иьшускиой клапан закрыт). Фильтруясь через рукав в об атш>м направлении, воздух разрушает образовавшийся на вн- ~)и нпсй поверхности рукава слой пыли, которая падает в буни р, откуда удаляется при помощи шнека или другого устройггиг!.
Отработавший продувочный воздух через подводящий газ патрубок поступает в газопровод неочищенного газа. В целях по- Ф вышения эффективности регенерации одновременно с обратной продувкой осуществляется г встряхивание рукавов, для этого используется специальный встря- 1 хивающий механизм, перемещающий вверх и вниз крышку, к которой крепится рукав. Камеры фильтра переводят на регенерацию по очереди, и, следовательно, фильтр в составе и†! камера все время находится в работе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
