12. Электрическая очистка газов.

При поступлении пылегазовой системы в неоднородное электрическое поле в местах с большим напряжением образуются ионы, которые движутся в направлении осадительного электрода под действием сил поля. Эти ионы при движении поглощаются частицами пыли, увеличивая их заряд. Заряженные частицы будут двигаться к осадительному электроду и оседать на нем.

Электрическая очистка газов имеет следующие основные особенности:

-в зависимости от конкретных условий и требований можно сконструировать ЭФ на любую степень очистки (до 99,9 %) и на широкий диапазон производительности (от нескольких куб. м/час до нескольких млн. куб. м/ч);

-ЭФ обладают наименьшим гидравлическим сопротивлением из всего известного оборудования для очистки газов;

-ЭФ конструируют для работы, как при атмосферном, так и при давлениях выше и ниже атмосферного;

-концентрация взвешенных частиц в очищаемых газах может колебаться от долей г/куб. м до 50 г/куб. м и более, а их температура может достигать 500 ^оС и выше; очистка газов может быть как сухой, так и мокрой;

-ЭФ улавливают частицы размером от 100 до 0,01 мкм;

-ЭФ могут выполняться из материалов, стойких к кислотам, щелочам и другим агрессивным веществам;

-процесс очистки газов в ЭФ можно полностью автоматизировать;

-расход электроэнергии на очистку газов обычно меньше, чем при применении газоочистных аппаратов других типов.

Электрофильтры классифицируют по способу удаления осажденных частиц (сухие и мокрые); по числу полей или секций, из которых состоит активная зона ЭФ (одно- и многопольные или одно и многосекционные); по направлению хода газа в активной зоне (горизонтальные и вертикальные); по типу электродной системы (пластинчатые и трубчатые осадительные электроды).

Значительное влияние на конструкцию и условия работы ЭФ оказывает тип используемых в них осадительных электродов. Пластинчатые электроды используют в горизонтальных и вертикальных ЭФ, а трубчатые - только в вертикальных. ЭФ с трубчатой электродной системой обеспечивают лучшие, по сравнению с пластинчатой, условия улавливания частиц благодаря лучшим характеристикам электрического поля, а также благодаря отсутствию пассивных зон.

13. Фильтрование аэрозолей.

Применяемые в технике газоочистки фильтровальные перегородки могут быть разделены на следующие типы:

гибкие пористые перегородки - тканевые материалы из природных, синтетических или минеральных волокон, нетканые волокнистые материалы (войлок, картон), пористые листовые материалы (губчатая резина, пенополеуретан, мембранные фильтры );

полужесткие пористые перегородки - слои волокон, стружка, вязаные сетки, расположенные на опорных устройствах или зажатые между ними;

жесткие пористые перегородки - зернистые материалы (пористая керамика или пластмасса, спеченные или спрессованные порошки металлов), волокнистые материалы (слои из стеклянных или металлических волокон); металлические сетки и перфорированные листы;

зернистые слои - слои из кокса, гравия, кварцевого песка.

В зависимости от назначения и величины входной и выходной концентрации фильтры можно разделить на следующие классы:

промышленные (тканевые, зернистые, грубоволокнистые) фильтры для очистки промышленных газов с высокой концентрацией дисперсной фазы (до 60 г/м³);

фильтры для очистки атмосферного воздуха (воздушные фильтры) в системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. Они рассчитаны на работу при концентрации пыли менее 50 мг/м³ часто при высокой скорости фильтрации (2,5-3 м/с);

фильтры тонкой очистки (высокоэффективные или абсолютные фильтры) предназначены дня улавливания с очень высокой эффективностью (выше 99 %) в основном субмикронных частиц из промышленных газов и воздуха при низкой входной концентрации (менее 1 мг/м³) и малой скорости фильтрации (менее 10 см/с).

С целью увеличения фильтрующей поверхности в единице объема ПУ ткани обычно придают форму мешков круглого, овального и др. сечения различных размеров. Наиболее распространены ПУ, в которых ткань используется в виде цилиндрических мешков - рукавов. Такие ПУ называют рукавными фильтрами.

Рукавные фильтры по способу ввода очищаемого воздуха в рукав подразделяют на противоточные - с вводом воздуха снизу через бункер и прямоточные - с вводом воздуха сверху.

Скорость фильтрования газа через фильтровальную перегородку сравнительно невелика - от 0,007 до 0,08 м³/м²с при условии непрерывной регенерации ткани.

Регенерация рукавных фильтров осуществляется различными способами: обратной продувкой, механическим встряхиванием, импульсной регенерацией, струйной продувкой.

Регенерация отработанных фильтров тонкой очистки, как правило, нерентабельна или невозможна. После работы в течение 0,5-3 лет они подлежат замене. Входная концентрация пыли не должна превышать 0,5 мг/м³; при увеличении концентрации срок службы фильтров сокращается. Как правило, перед фильтрами тонкой очистки устанавливаются более простые по конструкции пылеулавливающие аппараты для снижения концентрации до 0,5 мг/м³.

В качестве тонковолокнистых сред широкое распространение получили фильтрующие материалы типа ФП (фильтры Петрянова) из полимерных смол. Они представляют собой слои синтетических волокон диаметром 1-2,5 мкм, нанесенные в процессе получения на марлевую подложку из скрепленных между собой более толстых волокон.

Малая толщина слоев ФП (0,2-1 мм) дает возможность получать поверхность фильтрации до 100-150 м² в расчете на 1 м³ аппарата.

Оптимальной конструкцией фильтров тонкой очистки являются рамочные фильтры. Фильтрующий материал в виде ленты укладывается между П-образными рамками, чередующиеся при сборке пакета открытыми и закрытыми сторонами.

Оптимальные области применения зернистых фильтрых ПУ - высокотемпературная очистка газов без предварительного охлаждения с утилизацией тепла и сухая комплексная очистка от пыли и газообразных примесей с насыпным слоем адсорбента или катализатора.

Преимущества таких фильтров состоят в невысокой стоимости и доступности материалов, возможности работы с высокотемпературными и агрессивными средами при значительных механических нагрузках и перепадах давления.

Недостатки аппаратов: периодичность действия, громоздкость, небольшая производительность и несовершенство некоторых узлов, например устройств регенерации фильтрующего слоя.