Книга - Охрана окружающей среды - Белов (1991) (994567), страница 19
Текст из файла (страница 19)
п. Эти процессы нестационарны во все время работы фильтроэлемента. В фильтроэлементах из диэлектрических материалов на процессы фильтрования существенно влияет наличие зарядов на поверхности пор. Так, получившие широкое применение фильтры Петрянова из ультратонких перхлорвиниловых волокон (ФПП), как правило, несут па поверхности волокон заряды, и поэтому в начальной стадии процесса фильтр ровапия на ннх достигается высокая эффективность очистки аэрозог лей от примесей. Так, например, г прн фильтровании запыленного гаа У за (г(„=0,34 мкм) через свежий ма- Ю 4 тернал ФПП при скорости фильтрации 0,01 м/с достигается коэффициент проскока 0,0001 %, а после снятия заряда в тех же условиях коэффициент проскока становится равным 10%. Все это существенно затрудняет теоретическое определение эффективности и очистки фильтроэлементов, на практике т1 обычно находят экспериментально.
Классификация фильтров основана на типе фильтровой перегородки, конструкции фильтра н его назначении, тонкости очистки и др. По типу перегородки фильтры бывают с зернистыми слоями (неподвижные свободно насыпанные зернистые материалы, псевдоожиженпые слои); с гибкими пористыми перегородками (ткани, войлоки, волокнистые маты, губчатая резина, пенополиуретан и др ); с полужесткими пористыми перегородками (вязаные и тканые сетки, прессованные спирали и стружка и др.); с укесткими пористыми перегородками (пористая керамика, пористые металлы и др ). Фильтрующие зернистые слои, состоящие из зерен различной формы, используют для очистки газов от крупных примесей.
Для очистки газов от пылей механического происхождения (от дробилок, грохотов, сушилок, мельниц и др.) чаще используют фильтры из гравия. Такие фильтры дешевы, просты в эксплуатации и обеспечивают высокую эффективность очистки (до 0,99) газов от крупнодисперсной пыли.
Широко используют для изготовления фильтроэлементов различные ткани и войлоки из синтетических волокон, которые обладают высокой прочностью, повышенной тепловой и химической стойкостью. Основные свойства некоторых тканей для фильтрования приведены в табл. 34. Дальнейшее совершенствование синте- Таблица 34 термостойкость, 'С Химическая стойкость в среде Возлухо- непранпнаемость прн Лр.= лч па, мщмз чин! Толщи на, мм Ткань при кратконремен ном воз лействин нри лли- тевьном вазлей стени раст- вори- тели ще почи кис лота ОГ! Х вЂ” У Х ОХ Х ОГ1 У У вЂ” П ОХ У вЂ” П 3 65 — 85 90 — 95 150 160 80 — 90 315 Х Х Х У вЂ” Х ОХ Сукно № 2 Нитрон Лавсан Хлорна № 5231 Стеклотнань ТССНФ 1,5 1,6 1,4 1,32 0,22 120 130 65 — 70 240 7,5 4,0 7,6 2,7 !Гриме«анне.
ОХ вЂ” очень хоропьая; У в удовлетворительная; П вЂ” плохая; ОП вЂ” — о ~ень плохая. 87 тических тканей для фильтрования направлено па повышение нх термохимических и теплопрочностных свойств с целью использования в системах очистки горючих газов. Находят применение следующие синтетические фильтроткани: лавсановая ткань Л4 арт. 2!6, 217, 5468, 86013, 86033; стеклоткань ТСФТ-2-0 и ТСФТ-2-СГФ! патрон арт. 133. Для тонкой очистки газов от примесей часто применяют нетканый материал — волокнистый слой с хаотическим расположением волокон.
Это иойлоки, полученные на специальных нглопробивных машинах. Тонкость и эффективность очистки войлоков вып1е, чем у фильтрующих элементов из тканей, изготовленных из нитей того же диаметра. Используют. иглопробивное фильтровальное полотно «Фильтра-330» и «Фильтра-550» из лавсановых волокон; иглопробивное фильтровальное полотно «Фильтра-220» нз лавсановых или поливинилхлоридных волокон; полотно нетка- д --: д„с,саааг4сю где и„— нормативная газовая нагрузка, зависящая от вида пыли, изменяется в пределах от 0,3 до 6 м'/(м' мин): для пыли пескоструйных аппаратов — 2,6; для пыли пластмасс, металлических порошков — 1,?; для активированного угля, возгонов черных и цветных мсталлов 1,2 м"'/(м~.
мип). Коэффициент сь учитывающий особенности регенерации фильтровальиых элементов, для регенерации фильтроэлемептов из ткани импульсной продувкой сжатым газом равен 1; для рукавов из нетканых материалов 1,05 — 1,1. Коэффициент с,, учитывающий влияние входной концентрации пыли на удельную газовую нагрузку, определяют по следующим данным с., г)м' с~ 2 6 10 20 40 60 80 100 1,16 1,04 1 0,96 0,9 0,87 0,86 0,83 88 нос клеевое объемное фильтровальное марки ФРНК-ПГ из смеси (?5% полнвипилхлоридиое и 25а1О лавсановое) волокон1 полотно иглопробивпое фильтровальное ФНИ-3 из смеси лавсановых (60'/а) н капроновых (40%) волокон и др. Хорошими фильтрующнмн свойствами обладают хлопчатобумажные и шерстяные ткани; фнльтровальное сукно № 2, техническое сукно ЦМ, байка с капроном (40Ъ).
Ткани из натуральных волокон повышенной стоимости часто заменяют тканями из синтетических волокон, поскольку последние более прочны и химически стойки. Расчет фильтров сводится к определению площади фильтровальных элементов, гидравлического сопротивления фильтровального элемента и фильтра, продолжительности работы фильтра до регенерации фильтровальных элементов н мощности привода вентилятора. Исходными данными для расчета являются: объем газа 1,1, поступаю1цего на очистку, м'/ч; допустимая удельная газовая нагрузка (скорость фильтрации), определяемая из услович достижения максимальной эффективности очистки газа и величины допустимого гидравлического сопротивления на фильтровальном элементе, ма/(м'мин); входная концентрация пыли, мг/м'1 дисперсность пыли, характеризуемая значением Аа, мкм, и среднеквадратичным отклонением о, требуемая эффективность очистки газового потока от пыли Поверхность Г (м') фильтрующего элемента определяется по формуле: с=Я/(600).
Рекомендуемые значения удельной газовой нагрузки д зависят от многих факторов, в том числе от свойств улавливаемой пыли, структуры фильтровального материала, требуемой эффективности очистки и др. С достаточной для практических расчетов точностью удельную газовую нагрузку для рукавных фильтров определяют из следующего выражения 1131: Коэффициент см учитывающий влияние дисперсного состава пыли, определяют по данным (13), приведенным ниже: Аь мам........ (3 3 — 10 10--80 80 — 100 )100 сз .... 0,7 — 0,9 0,9 1 1,1 1,2 — 1,4 Коэффициент сс, учитывающий влияние температуры очнщаемого газа, находит по данным 1131, приведенным ниже: 'С . . .
20 40 60 80 100 120 140 160 сс..... 1 0,9 0,84 0,78 0,73 0,72 0,72 0,7 Коэффициент см учитывающий требования по эффективности очистки газа от пыли, при концентрации пыли в очищенном газе 30 мг)м' равен 1, при концентрациях пыли, не превышающих 10 мг/м', ранен 0,95 Гидравлическое сопротинление фильтров Лр складывается из сопротивления фильтровальной перегородки Лр~ и сопротивления корпуса фильтра Лра. Гидравлическое сопротивление фнльтровальной перегородки зависит от структурного строения перегородки, ее толщины, режима фильтронания, от массы и свойств осевшей на перегородке пыли и характеризуется двумя составляющими.
постоянной Лр~' и переменной Лр~". Таким образом, ад =- М + ар~ + арз. Постоянную составляющую гидравлического сопротивления фильтровальной перегородки определяют (13) по формуле ар, = 10ЬМс !д/3600)" где 1с — вязкость воздуха, Па.с; л — показатель степени, зависящий от режима фильтрования, для ламинарного режима п=!; й„— коэффициент, характеризующий сопротивление фильтровальной перегородки после регенерации, м-'. Для фильтровальпых тканей из лавсана, улавливающих кварцевую пыль с Ию — —.10— — 20 мкм, й„= (1100--1500) 10', м ', возгоны сталеплавильных дуговых печей с А„=-2,5- — 3 мкм 1„= (2300--2400) 104, м ' Для более плотных тканей (например, стеклоткани) на тех же пылях й„необходимо увеличивать в 1,2 — 1,3 раза.
При улавливании тонко- дисперсных пылей с с(ю(1 мкм значение 74, значительновозрастает и, например, для возгонов кремния с Да=0,6 мкм, /г,=- = (13 000 — 15 000) 10' м '. Значение коэффициентов А зависят от способа регенерации фильтровальной перегородки. Так, при обратной продувке в порах фильтрующего материала остается больше пыли, поэтому значения А„, приведенные выше для регенерации импульсной продувкой, необходимо увеличивать на !5 — 257,, Переменная составляющая гидравлического сопротивления фильтровальной перегородки определяется толщиной и структурой пылевого слоя, образующегося на перегородке, а также изменением порового пространства перегородки за счет забивания пор 89 частицами пыли.
Этот процесс зависит от времени фильтрования и описывается зависимостью Ьр~ = 1Одереа,т (н)3600)з, (11) где йе — параметр сопротивления слоя пыли, зависящий от медианного размера частиц, коэффициента сопротивления Ьа слоя пыли и насыпной плотности р, слоя, /зс=эа/(с(эзера). Значения параметра Ач обычно получают экспериментально (13~. Например, для очистки возгонов сталеплавильных печей с с(за=3 мкм А,=80.10з м/кг. В тех случаях, когда экспериментальные данные отсутствуют, величину Лр~л рекомендуется принимать в пределах 250 — 350 Па для пыли с г(зс)20 мкм и в пределах 600 — 800 Па для более мелких пылей. Пользуясь формулой (11), по значению Лр"~ можно определить продолжительность фильтровального цикла до регенерации.
Гидравлическое сопротивление йвз корпуса фильтра определяется суммой потерь давления, возникающих при движении потока воздуха в газоходах, местных сопротивлениях, дроссельпых заслонках и т. п. Для расчета гидравлического сопротивления используют сведения из гидравлики. Существенное влияние на гидравлическое сопротивление элементов корпуса фильтра оказывает скорость движения газового потока. Для газоходов рекомендуется (11) скорость 13 — 15 м/с, при наличии грубой пыли с с(зс )25 мкм — 18 — 20 м/с, для очищенных газон в отводящих патрубках — 7 — 8 м/с. Мощность электродвигателя вентилятора, необходимого для транспортирования газов через пылеулавливающнй аппарат, определяют по формуле (5), при этом коэффициент запаса мощности принимается равным 1,1 — 1,15; КПД передачи мощности от электродвигателя к вентилятору, для клиноременной передачи 0,92 — 0,95; КПД нентилятора 0,65 — 0,8, При использовании фильтровальных тканей и войлока в отечественных рукавных фильтрах обычно достигаются следующие параметры процесса фильтрования: Вкодная концентрация нылн, гума...............
20 — 60 Гидравлическое сонротввление фильтра, кПа . . . .. . ... 1 — 3 Удельная газовая нагрузка, нз1'(и'мин), ие более . . .. .. . О 3 — 1,6 Эффективность очистки . . . 0,97 — 0,99 Пылеенкость фвльтроэленентов, г(ыз . . .... .. .. .. . 1200 †13 Для ультратонкой очистки газов использу1от материалы типа ФП, представляющие собой нанесенные на марлевучо подлбжку (или основу из скрепленных между собой более толстых волокон) слои синтетических волокон диаметром 1 — 2 мкм В качестве полимеров для Ф11 используют перхлорвинил (ФПП), фторполимеры (ФПФ) и др. Материалы ФП характеризуются высокими фильтрующими свойствами и малой толщиной (от 0,2 до 1 мм). Этот 90 материал рекомендуется применять для очистки агрессивных газов, заменяя при этом марлевую подложку на стойкую в данной среде.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
