8. Волокнистые и зернистые фильтры…
Волокнистые фильтры представляют собой слои различной толщины, в которых распределены волокна соответствующего материала, используются при концентрации частиц от 0,5 до 5 мг/м3 размером 0,05 - 0,5 мкм и условно подразделяются на тонковолокнистые, глубокие и грубоволокнистые фильтры.
Тонковолокнистые фильтры применяются для улавливания высокодисперсных аэрозолей с эффективностью не менее 99 % в виде тонких листов или объемных слоев с фильтрующими материалами из тонких или ультратонких волокон (диаметром менее 5 мкм). Фильтры предназначены для длительной непрерывной работы сроком от 0,5 до 3 лет с последующей заменой либо всего фильтра, либо только фильтрующей среды.
В качестве тонковолокнистых фильтрующих сред распространены материалы типа ФП (фильтры Петрянова), представляющие собой слои синтетических волокон диаметром 1-2 мкм, нанесенные па марлевую подложку или «основу» из более толстых волокон. В качестве полимеров для их получения используются перхлорвинил, диацетатцеллюлоза и др. Наиболее распространены фильтры типа ФП рамочной конструкции. Фильтрующий материал в виде ленты укладывается между П-образными рамками, чередующимися при сборке пакета открытыми и закрытыми сторонами в противоположных направлениях. Между соседними слоями материала устанавливаются гофрированные разделители из фанеры, винипласта, алюминия, нержавеющей стали.
1 - П-образная планка; 2 - боковая стенка; 3 - разделители;
4 - фильтрующий материал.
Рамный фильтр тонкой очистки
В настоящее время выпускаются фильтры типа Д, представляющие собой набор цельноштампованных гофрированных рамок-разделителей из винипластовой пленки, между которыми укладывается фильтрующий материал. Рамки имеют форму клиньев и установлены с чередованием открытых и закрытых сторон в противоположных направлениях.
1 - фильтрующий материал; 2 - рамка-сепаратор
Фильтр с сепараторами клиновидной формы
Кроме рамочных фильтров прямоугольной формы изготавливаются малогабаритные фильтры цилиндрической формы. Фильтрующий материал в них свернут в мешок конусной формы, который складывается в виде «гармошки» с проложенными между слоями гофрированными цилиндрическими разделителями. Основной недостаток тонковолокнистых фильтров - короткий срок службы из-за неприменимости регенерации.
Глубокие фильтры рассчитаны на срок службы 10-20 лет. Это достигается благодаря наличию нескольких фильтрующих слоев общей высотой 0,3-2,0 м. Диаметр волокон 8—19 мкм. Первый слой фильтра состоит из грубых волокон, последний слой - из тонких. Фильтр периодически стерилизуют острым паром, затем просушивают сухим воздухом. Эти фильтры называют также префильтрами, так как их устанавливают перед тонковолокнистыми фильтрами для предварительной очистки воздуха (газов).
Фильтрующий слой в зернистых фильтрах образован зернами сферической или другой формы. Могут использоваться при высоких температурах — до 500-800 °С, в условиях воздействия агрессивной среды. Различают насыпные зернистые фильтры, в которых элементы фильтрующего слоя не связаны жестко друг с другом, и жесткие зернистые фильтры, в которых элементы прочно связаны между собой путем спекания, прессования, склеивания и образуют прочную неподвижную систему.
Зернистые жесткие фильтры керамические, металлокерамические и др. обладают значительной устойчивостью к высокой температуре, коррозии, механическим нагрузкам. Их недостаток - высокая стоимость, большое гидравлическое сопротивление, трудность регенерации.
В насадке насыпных фильтров используют песок, гравий, шлак, дробленые горные породы, кокс, крошку резины, пластмасс, графита и др. материалы в зависимости от требуемой устойчивости к воздействию температуры, химических веществ и др.
Зернистый фильтр может быть единственной ступенью в установке или первой ступенью перед более эффективным фильтром. Регенерация осуществляется путем рыхления слоя вручную, механически, промывки водой, замены слоя. Эффективность очистки - 99,8 %.