Старк С.Б. - Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве (1044944), страница 17
Текст из файла (страница 17)
и 4. Фильтры-туманоуловители В некоторых технологических процессах отводимые в атмосферу газы содержат не твердые частицы пыли, а капли жидкости размером до 1О мкм, взвешенные в потоке газа. Для улавливания таких капель и предназначены фильтры-т маноуловители, действие которых основано на коалесценции капель при контакте с твердой поверхностью, образовании пленок жид- 80 кости, удаляющейся по мере накопления с улавливающей поверхности в виде струек или крупных капель.
При этом не требуется никаких механических воздействий на фильтрующие слои, т, е. фильтры работают в стационарном режиме при постоянном сопротивлении и саморегенерации. В качестве туманоуловителей применяют два типа фильтров: волокнистые, в которых улавливание происходит в слое волокнистого материала, и сеточные, в которых захват капель осуществляется пакетами металлических и синтетических сеток. В свою очередь волокнистые фильтры-туманоуловители подразделяются на три типа: низкоскоростные, высокоскоростные, одноступенчатые и многоступенчатые.
Низкоскоростные фильтры-туманоуловители работают при скоростях газового потока менее 0,2 м/с. Они состоят из тонких синтетических и стекловолокон диаметром 5 — 20 мкм, толщиной слоя 25 — 50 мм и более и предназначены для улавливания капель за счет броуновской диффузии и эффекта зацепления. Эффективность этих фильтров увеличивается с уменьшением скорости фильтрования, размера капель и диаметра волокон. Одна из распространенных конструкций включает 50 — 70 параллельно работающих элементов, заключенных в один корпус.
Каждый элемент состоит из двух коаксиально расположенных цилиндрических сеток, кольцевое пространство между которыми заполнено фильтрующим материалом. Очищаемый газ входит через наружную сетку, а выходит через внутреннюю и направляется вверх. Уловленная жидкость стекает на дно элемента и через гидрозатвор выводится из аппарата. Вьгсокоскоростные фильтрьытуманоуловители работают при скорости газового потока 0,5 — 1,5 м/с и более; они состоят из грубых волокон диаметром 20 †1 мкм и служат для улавливания капель размером более 1 мкм за счет механизма инерционного осаждения. Эффективность этого механизма возрастает с увеличением размера капель в скорости фильтрования, однако до некоторого предела, после которого начинается вторичный унос. Наилучшим видом фильтровального материала для этих аппаратов являются полипропиленовые войлоки из волокон диаметром 75 мкм, При скорости фильтрования 1,5— 1,7 м/с сопротивление слоя толщиной до 12 мм составляет около 600 Па, эффективность очистки по каплям диаметром более Э мкм близка к 100%.
Грубоволокнистые фильтры в последние годы широко применяются для очистки от тумана и брызг кисЛот, солей и щелочей при проведении операций травления металлических изделий и гальванопокрытий. На рис. 6.11 показан фильтр типа ФВГ-Т, предназначенный для очистки аспирациОнного воздуха от ванн хромирования, содержащего туман и ,брызги электролита в виде хромовой и серной кислот, Промышленность выпускает пять типоразмеров подобных фильтров производительностью от 35 до 80 тыс. м'/ч, При скорости фильтро- 81 Рвс. б.11. Волокнистые фильтр-туыано- уловитель гппа ФВГ-т 1 — корпус; У вЂ” кассета с фвпьтрующпы матвраалом; 3 — пюк дпп промывки; а— пюк дпа смены кассет;  — форсунка дпп промывки шлангом 82 вания 3 — 3,5 м/с эффективв загряз«вднвлй ность очистки составляет 96— 99,5 % при сопротивлении 150 — 500 Па.
Промывка водой из фор суп ки производится один раз в 15 — 30 сут. Фильтры типа ФВГ-Т изготовляет «вгвгвга ПО «Газоочистка». Волокнистые фильтры-туманоуловители используются также на ~ рвгрдгвр металлообрабатывающих заводах для очистки воздуха от масляных туманов, образующихся при работе металлообрабатывающих станков в результате применения смазочно-охлаждающих жидкостей. Многоступенчатые фильтры-туманоуловители состоят из двух, а иногда и трех фильтрующих перегородок, включенных последовательно; первая по ходу газов — высокоскоростная ступень, улавливающая крупные капли и снижающая концентрацию тумана; вторая — обычно низкоскоростная ступень, служащая для тонкой очистки тумана от высокодисперсных капель, прошедших через головной фильтр.
Как правило, обе ступени располагаются в одном корпусе. Сеточные туманобрызгоулоеители применяют для улавливания крупных капель из грубодисперсных туманов, а также улавливания брызг. Они состоят из пакетов вязаных металлических сеток с размерами ячеек 5 — 13 мм, из проволок диаметром 0,2 — 0,3 мм, материалом для которых служат легированные стали, сплавы на основе титана и другие коррозионностойкие материалы. Допустимая скорость движения газового потока в сеточных каплеуловителях 1 — 6 м/с, максимальная концентрация жидкой фазы в газе не должна превышать 100 — 120 г/м'.
Для капель размером 10 мкм при толщине пакета 150 мм и скорости газа 5 м/с эффективность очистки близка к 100%. Сеточные каплеуловители различных конструкций широко применяют в химическом производстве. В металлургии эти аппараты широкого распространения не получили. 9 5. Воздушные фильтры Фильтры этой группы служат для обеспыливания атмосферного воздуха, подаваемого в системы приточной вентиляции, кондиционирования, охлаждения газотурбинных и электрических машин и на технологические нужды особо чистых производств. Для части из перечисленных потребителей атмосферный ноздух промышленных районов, имеюший концентрацию пыли до ! — 3 мг/м', ие может быть использован. Воздушные фильтры принято делить на три класса: класс 111 — размер улавливаемых частиц !О мкм, эффективность очистки 60% класс 11 — размер улавливаемых частиц ! мкм, эффективность очистки 85 %; класс ! — размер улавливаемых частиц ! мкм, эффективность очист ки 99 %.
К фильтрам 111 класса относятся ячейковые, рулонные и самоо иша ч юп1иеся фильтры, подробво описанные в 1!9]; к фильтрам Н класса — двухюнные электрофильтры, описанные в гл. !2; к филшрам ! класса — волокнистые фильтры, описанные в гл 6 настояшего учебника. Контрольные вопросы 1. Как устроены и работают тканевые фильтры? 2. Какие фильтровальные материалы применяют в тканевых фильтрахь 3. Какие способы регенерации ткани применяют в тканевых фильтрах? 4. Как определяют необходимую поверхность тканевого фильтрар 5.
К определяют гидравлическое сопротивление тканевого фильтра? 6. Зернистые фильтры, их преимушества и недостатки, области пр ми епения. я. 7, Фильтры-туманоуловители, их разновидности и области применени . Глава 7 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ Пылеуловители мокрого типа получили широкое распространение в технике, Отличительной нх особенностью является захват улавливаемых частиц жидкостью, которая уносит их из аппаратов в виде шлама. 9 1. Мокрая очистка газов и область ее применения Р Мокрые аппараты имеют следующие достоинства: простоту коныокю струкции и сравнительно невысокую стоимость; более высоку эффективность по сравнению с сухими механическими пыле- уловителями инерционного типа; меньшие габариты по сравнению с тканевыми фильтрами и электрофильтрами; возможность использования при высокой температуре и повышенной влажности газов; работы на взрывоопасных газах; улавливания вместе с взвешенными твердыми частицами паров и газообразных компонентов.
Однако мокрым пылеуловителям свойствен и рнд недостатков: значительные затраты энергии при высоких степенях очистки; получение уловленного продукта в виде шлама, что часто за трудняет и удорожает его последующее использование; н женеобходимость организации оборотного цикла водоснаб ния (отстойники, перекачивающие насосные, охладители и т.
п.), что значительно увеличивает стоимость системы газоочистки; образование отложений в оборудовании и газопроводах при 83 охлаждении газов до температуры точки росы яли капельном уносе влаги из пылеуловителя; коррозионный износ оборудования и газопроводов при очистке газов, содержащих агрессивные компоненты; вредное влияние капельной влаги, содержащейся в газах, на стенки дымовых труб; ухудшение условий рассеивания пыли и вредных газов, выбрасываемых через дымовые трубы в воздушный бассейн. Несмотря на эти недостатки, мокрые аппараты широко применяют в металлургии, особенно в случаях, когда наряду с очисткой требуется охлаждение и увлажнение газа. Мокрые аппараты устанавливают также в случае отсутствия места для размещения электрофильтров или тканевых фильтров. Рентабельность мокрой очистки газов значительно повышается в случае возможности присоединения ее к существующему водному хозяйству.
$2. Захват частиц пыли жидкостью Для улавливания пыли с использованием жидкости применяют два основных способа захвата частиц пыли: каплями жидкости и пленкой жидкости. Для осуществления первого способа запыленный поток промывают диспергированной жидкостью. Во время промывки частицы пыли захватываются каплями жидкости и выводятся из газового потока. В зависимости от режима температур, давлений и влажности газа в процессе промывки может происходить испарение капель или конденсация паров из газового потока. При известных условиях частицы пыли могут служить ядрами такой конденсации. Использование конденсационного эффекта может значительно улучшить оса ждение пыли.
Второй способ осаждения пыли осуществляют, направляя поток частиц пыли на поверхность жидкости, смоченную жидкостью стенку или пленку специально полученных газовых пузырей. В соответствии со способом захвата мокрые пылеулавливающие аппараты можно разделить на две группы: 1) с промывкой газа жидкостью; 2) с осаждением пыли на пленку жидкости. Механизмы захвата частиц пыли жидкостью те же, что и при захвате пыли элементами фильтрующего слоя. Захват частиц пыли каплями жидкости. При движении капли в пространстве, заполненном запыленным газом, осаждение пыли на ней происходит в основном вследствие кинематической коагуляции. Как показывают расчеты и подтверждает практика, при чисто гравитационной коагуляции захват частиц пыли плотностью р,=2000 кг/ма распыленной водой возможен только при размере частиц й,) 1 мкм, Частицы меньше 1 мкм на каплях не осаждаются, Если механизм осаждения частиц на капле можно рассматривать как чисто инерционный, то коэффициент захвата Ч,' определяется числом Стокса 5(к и количество захваченныхчастиц в единицу времени й(, будет равно ~2 Лг~ = — Чзш — гааз (7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
