Очистка газов фильтрованием

Очистка газов от взвешенных твердых частиц фильтрованием, как и разделение суспензий, применяется в тех случаях, когда этот процесс невозможно осуществить методами осаждения в отстойных камерах и циклонах. Принцип действия для очистки газов фильтрованием тот же, что и для разделения суспензий: используются фильтровальные перегородки, которые пропускают газ, но задерживают на своей поверхности твердые частицы. Применяемые на практике фильтровальные перегородки делятся на четыре группы:

1) гибкие (ткани и нетканные материалы из природных и синтетических волокон, войлок, губчатая резина и т.д.);

2) полужесткие (пакеты металлических сеток, слои волокон, стружки и т.д.);

3) жесткие (плоские и цилиндрические пористые перегородки из керамики, пластмасс, спеченные или спрессованные металлические порошки);

4) зернистые (слои кокса, гравия, песка).

К числу наиболее широко применяемых фильтров с гибкими перегородками относятся рукавные фильтры. Схема такого фильтра представлена на рис. 9.22.

Рис. 9.22. Схема рукавного фильтра: 1 – корпус; 2 – бункер для пыли; 3 – трубная решетка, на которой крепятся рукава; 4 – рукава; 5 – крышки рукавов с петлями; 6 – рама для подвески рукавов; 7 – опора рамы с пружиной; 8 – патрубок для входа запыленных газов; 9 – патрубок для выхода очищенных газов; 10 – продувочный патрубок; 11 – шнек; 12 – металлические кольца; 13 – дроссельные клапаны; 14 – патрубки для отвода пыли; I,II – секции аппарата

Работает рукавной фильтр следующим образом. В секцию I, работающую на стадии фильтрования, через патрубок 8 поступают запыленные газы и далее входят в рукава 4. Рукава вверху закрыты крышками 5 и подвешены на крючки рамы 6. Нижние части рукавов плотно укреплены в трубной решетке 3. Чтобы рукава сохраняли цилиндрическую форму, в них вшиваются металлические кольца 12. Проходя через рукава, газ очищается от пыли, которая оседает на внутренней поверхности рукавов и в порах фильтровальной ткани, а очищенный газ выходит через патрубок 9, дроссельный клапан 13 которого открыт. Для очистки рукавов от осевшей пыли поток газа периодически (через 5-10 мин) отключается на 20-30 с, в течение которых рукава, висящие на общей пружинной опоре, встряхиваются при помощи кулачкового механизма. Отключение и включение газового потока и кулачкового механизма производится автоматически. При встряхивании рукавов пыль попадает в днище корпуса (бункер для пыли) откуда удаляется обычно шнеком 11. Если рукава выполнены из толстой ворсистой ткани, производится кроме встряхивания и продувка рукавов сжатым воздухом. Секция II, как показано на рис. 9.22, работает на стадии очистки рукавов от пыли. В этом случае дроссельный клапан 13 на патрубке 9 закрывается и открывается клапан на патрубке 10, через который поступает на продувки сжатый воздух. Он проходит через наружную поверхность фильтровальной ткани рукавов, очищает их от пыли, которая падает в бункер. Выходя из рукавов, продувной газ отводится из аппарата через патрубок 8, который отсоединяется от трубопровода запыленного газа и присоединяется к линии отвода продувного газа.

Рукавные фильтры обычно монтируются на общих коллекторах в виде ряда параллельно работающих секций (в каждой 12-25 рукавов). Это позволяет не прерывать очистку газов на время удаления пыли из отдельных секций.

Достоинством рукавных фильтров является высокая степень очистки газов от тонкодисперсной пыли (частицы размером 1 мкм улавливаются на 98-99%).

К недостаткам их относятся высокое гидравлическое сопротивление (до 2500 Па), относительно быстрый износ фильтроваль-ной ткани и закупорка ее пор, непригодность для очистки влажных газов и газов, имеющих высокую температуру.

Для газов с высокой температурой применяются фильтры с термостойкой фильтровальной перегородкой (пористые перегородки из керамики, спрессованных металлических порошков и др.).

Расчет рукавных фильтров. Основной характеристикой такого фильтра является общая поверхность фильтрования его рукавов S_об:

, (9.53)

гдеz – общее количество рукавов; d_p – диаметр рукава; H –высота рукава.

Поскольку в процессе работы фильтра часть рукавов z_р отключается на снятие осадка и продувку фильтровальной ткани, общая поверхность рукавов определяется по зависимости

, (9.54)

где S_ф – расчетная поверхность фильтрования.

Расчетная поверхность фильтрования может быть определена по формуле

, (9.55)

где – объемный расход поступающего в аппарат газа; _ф –допустимая фиктивная скорость фильтрации газа через рукава. Она соответствует скорости, при которой гидравлическое сопротивление фильтра достигает максимально допустимой величины, т.е. когда на ткани образовался заданный слой осадка пыли. Величина ее находится экспериментально ( _ф » 0,01 м/с).