Старк С.Б. - Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве (1044944), страница 16
Текст из файла (страница 16)
В большинстве случаев сочетаются оба вида фильтрации. Эффективность осаждения, как и в фильтрах любого другого типа, определяется действием механизмов касания, инерции, диффузии, гравитации и электростатики. Степень очистки газа зависит от свойств фильтрующего материала, свойств улавливаемой пыли и режима процесса фильтрования.
По мере накопления пылевого слоя она постепенно повышается до некоторого максимума, после чего начинает снижаться, что объясняется увеличением скорости газа в поровых каналах, сопровождающимся повышением выноса пыли. Изменение степени очистки до максимума приближенно выражается зависимостью следующего вида: у) =- 1 — ех р [ — К„(а+ Ыф)), (6.20) где /ф — время от начала процесса фильтрования, с; а и /7— коэффициенты, для гравийных фильтров а=0,877 10', /7= =2,57 ° 10 ". Коэффициент захвата пыли слоем К, определяют из выражения К, = Н,, 'С( рч/П7ф' 5[вин[2, 0,25 0,5 1,5 (6.21) ГдЕ Сую — СрЕдНЕМЕднаННЫЙ раЗМЕр ПЫЛИ, М; р,— ПЛОтНОСтЬ Частиц пыли; Н, — толщина слоя, м; п1ф — скорость фильтрова- НИЯ, М/С; 5[яки — ЭКВИВаЛЕНтНЫЙ ДИаМЕтР, М; [Ь вЂ” ВЯЗКОСтъ Гаэа, Па с. Гидравлическое сопротивление фильтра складывается из сопротивления зернистого слоя бр1 и прироста сопротивления Лрй за счет накопления уловленной пыли: !3Рф=-оРх+/5Р .
(6.22) Сопротивление зернистого гравийного слоя при турбулентном режиме фильтрования, обычном для зернистых фильтров, с учетом пыли, оставшейся в нем после регенерации, может быть определено по формуле /1р, = 13,13 (1 — еп) 007фр„Н„/е~г/, ГДЕ йп — ПОРИСтОСтЬ ПЫЛИ, ДОЛИ ЕДИНИЦЫ. Прирост сопротивления за счет накопления уловленной пыли может быть вычислен по формуле /ЗР2 =- 19,7 10 п7022/фт[/5(экие' (6.24) где г1 — начальная запыленность газа, кг/м'.
Фильтрующий слой обычно делают неоднородным; на входе газа располагают более крупные зерна диаметром 5 — 10 мм, на выходе — более мелкие диаметром 2 — 3 мм. Скорость фильтрования в зернистых фильтрах значительно выше, чем в тканевых, и составляет 0,2 — 0,5 м/с при сопротивлении запыленного 7б слоя перед регенерацией 1 — 2 кПа. Степень очистки может достигать 95 — 98 %.
Регенерация осуществляется обычно путем обратной продувки в сочетании с вибровстряхиванием. Фильтр фирмы «Лурги» (рис. 6.6) состоит из нескольких параллельно работающих камер, в каждой из которых на пружинах установлены контейнеры с фильтрующим слоем, соединенные прн помощи штока с вибратором. При фильтровании очищаемый газ проходит снизу вверх, при регенерации, которая длится обычно 3 — 5 мин при включенном вибраторе, сверху вниз. . Зернистый фильтр, разработанный НИПИОТСтромом, имеет пять типоразмеров с числом секций от 2 до 4 и пропускной способностью от 3000 до 150000 мв/ч (рис.
6.7). Каждая секция состоит из двух параллельно работающих фильтров, в каждом из которых имеется три фильтрующих слоя толщиной по !00 мм: в первом слое по ходу газов находятся зерна размером 77 Рис. 6.6. Схема зернистого фильтра с регенерацией обратной продувкой и вибрацией: 1 — входной патрубок; 2— корпус; 3 — прадувочиый патрубок; 4 — выпускной клапан;, 5 — зернистый слой; б — перфорированная плита; 7 — контейнер; ив гибкие уплотнения вибратора; 9 — вибратор; 10— пружины; 11 — бункер; 12— пылевыгруеное отверстие Рис.
5.7. Схема зернистого фильтра конструкции НИПИОтстрома: 1 — бункер; 2 в кассета с зернистым слоем; 3— сетки верхвие и нижние; 4 †шпиль, стягивающие кассеты; 5 — гаеоход; 6 — вход в верхнюю секцию; 7 — клепанная коробка; 3 — зластнчная вставка; 9 — верхняя секция; 10 — газоход очящеиного газа; Ы вЂ” вибратор; 12 — привод вибратара; 13 — опорные пружины; 14 — опора 5 — 10, во втором 3 — 5 и в третьем 2,5 — 3 мм, Фильтры имеют следующую характеристику: предельная начальная запыленность газа 15 — 20 г/м', газовая нагрузка (скорость фильтрования) 15 — 25 м'/(маймин); гидравлическое сопротивление 1,2— 1,4 кПа; максимальная температура газа 400 'С; выходная запыленность 100 †1 мг/м'1 газовая нагрузка при регенерации 5 — 15 м'/(м' ° мии); продолжительность периода фильтрования 15 — 40 мии; продолжительность регенерации 2 — 3 мии; степень очистки 95 — 99 %.
Зернистые фильтры с движущимся фильгрующим слоем Няйболее перспективны конструкции этих фильтров с вертикальным расположением слоя, при котором движение слоя происходит за счет силы тяжести (рис, 5.8). В таком фильтре при работе питателя загрязненные слои фильтра непрерывно или периодически выводятся из газохода и заменяются чистыми. В металлургии особенно перспективно применение таких фильтрующих материалов, которые в дальнейшем могут быть.
использованы в технологическом процессе. Например, применяя в качестве фильтрующего материала чугун- ную дробь, железорудные концентраты, дробленую стружку, отходы про. изводства окатышей, можно вообще отказаться от процесса регенерации и отправлять отработанный материал вместе с уловленной пылью на аглофабрику для использования в качестве компонента шихты. Если жалюзийную решетку сделать водоохлаждаемой, то становится возможной очистка газов при высокой температуре, что является перспективным для некоторых металлургических производств.
Фильтр с удалением лобового слоя скребками разработан в НПО «Знергостальэ (рис. б.9). Аппарат имеет цилиндрическую перегородку средним диаметром 1,75 и, состоящую из доломнтной крошки размером 2 — 5 мм. Рас. 6.9. Схема эервпстого фильтра с улалекпем затравленного слоя скребками: ! — коРпус аппарата; 2, 4 — жалюзпйяые решеткц; 8 — скребки; 8 — вращающаяся рама; 8 — бункер; 7 — грохот; 8 — электродвпгатель 78 Ркс. 6.8. Схема зерпясгого фильтра с движушямся слоем; 1 — шлюзовой пятателд; 2 — труба для возврата огрегеперпроваяпого зерна; 8 — жалюзп; Л вЂ” шелевая сетка; 8 — фпльгрующпй слой; б — бункер зерппстого материала; 7— цпклоп; 8 — грохот; 8 — бункер уловлепаой пыли Ркс. 6.!О.
Схема зернистого фильтра типа ФЗВИ: и — общий впд фпльтра; б — схема фпльтровальяой секдкк. ! бункер; 2 — раздающая камера; 8 — дпффуэар; ! — бункер свежего зернистого материала; 8 — фпльтровальпые элементы; б — клапакы сжатого воздуха; 7 — устройство для отключения секции; 8 — выходпые патрубкп ачпщеяпого газа; 2 — опорные йапы секцпк; 10 — перфоркроваяяые экраны (сетка!', 11 — камера очрщеяпога газа; 12 раздающая труба сжатого воздуха 3йпыленный поток через верхний патрубок поступает в центральную часть аппарата, проходит через слой фильтрующего материала, очищаясь от пыли, н отводится с наружной стороны.
Внутри аппарата на вертикальном валу укреплена рама, на которой крепятся скребки, погруженные на некоторую пйубину в фильтрующий слой. При вращении вала лобовой слой пыли и верхняя, наиболее загрязненная часть фильтрующего слоя сбрасываются н бункер, откуда смесь пыли и зерен поступает на грохот, где пыль отсеиййэтея, а фильтрующий материал подается элеватором в аппарат для повторного использования. Подпитка слоя свежим фильтрующим материалом производится из специальной камеры.
Регенерация производится автоматиййскн. При увеличении гидравлического сопротивления до 4 кПа включаатея электродвигатель, который приводит в движение скребки; при снижении йппротивления до 8,5 кПа электродвигатель выключается. Фильтр испольйуют на одном из предприятий для очистки газов от 1О-т электросталепла- 79 30 — 36 мз мз ми вильной печи: расход газов 10 10000 м /ч, удельная газовая нагрузка слоя — и /(и мин), концентрация пыли на входе в фильтр 5 — 9 г/м', ходе из него 60 — 90 мг/м'. р — г/м, на выЗапорожским филиалом НИИОгаза разработан фильтр ФЗВИ, п едназначенный для комбинированной очистк газо ки газов от пыли и се нистых ильтр , предназ- 3 м' 'в и ис..
). ильтровальные элементы площадью металл м 'выполнены в виде съемных кассет с зигзагообра ической сеткой. Запыленный газ входит в раздающую каме, вн т и зно расположенной че е которой размещены фильтрующие секц, ф р ии, фильтруется снаружи внутрь вн т е ерез насыпной слой гранул соответствующего б у ренней полости секции очищенным от пыли и сер сор еита и отводится йэ соединений. По м ли и сернистых или фтористых ции путем импульсной п о в о мере запыления фильтрующий слой подвергаетс ся регенерар дувкн сжатым воздухом, в процессе которой происходит псевдоожижение слоя и вместе с пылью в б нке торое количество зе ю в ункер уносится неко. б ыли пол ены на г зернистого материала. Удовлетворительные резул .
ьтаты ции в н уч азах небольшой запыленности при высокой кон р.- них сернистых или фтористых соединений. П и большой кой концентраности газа аппараты аботал 4 р лн с низкой эффективностью и большим расходом ильтрующего материала. еталлояерамачесяае ф фильтры Металлокерамические фильтры изготовслед ю им ляют из металлических порошков методом прессования л ия или прокатки с поз металлоке амик у щим спеканием. Для порошков нержавеющих стале" й диаметр пор р е в зависимости от размеров исходных порошков состав- Размер частиц порошка, мкм 150 †3 75 †1 35 — 75 20 — 60 Диаметр пор, мкм 65 20 — 35 Газовая нагрузка в металлокерамических фильтрах невысока, а гидравЬр=!00 —;6000 Па.
В лическое сопротивление значительно, например при У =0,2 †: !О Ч( ских ильт ов ве . Вследствие этого габаритные размеры металлокерам ф р лики, и в настоящее время их применяют только для нер ичебольших расходов газа. Эф ффективность металлокерамическнх фильтров очень высока, они способны полностью задержииать частицы размером до 1 мкм. Эт б тем, что на тве о рд й поверхности образуется плотный лобовой слой пыле частиц без т е~ и р ц н и каверн с высокой пылезадерживающей способностью. с й ылевых Регенерация металлокерамических фильтров трудна, частицы пыли, застревающие в порах фильтра, удаляются либо обратной продувкой, либо импульсами сжатого воздуха давлением 600 †10 кПа.
Металлокерамические фильтры из порошков нержавеющих сталей можно использовать при температурах газа 500 — 600'С и выше. В б ольшинстве случаев применяют трубчатые фильтрующие элементы. По конструкции металлокерамический фильтр напоминает рукавный. Очищаемый газ входит в фильтр снизу и фильтруется через элементы длиной 2 м, составленные из пяти стандартных металлокерамических тр б тру диаметр и длиной 400 мм Очищенный газ отводится через коллектор чнсвоздуха. того газа, а продувочный воздух подводится через коллектор продувочного Металлокерамические фильтры рекомендуется устанавливать для тонкой очистки небольших объемов запыленного газа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
