Основні умовні позначення до 3 розділу

– площа, м²;

– витрати газу, м³/c;

– питоме газове навантаження;

– час, с;

– число секцій, шт.;

– число регенерацій протягом 1 год;

– коефіцієнти для розрахунку питомого газового навантаження фільтрів;

– гідравлічний опір фільтрів, Па;

– коефіцієнт гідравлічного опору;

– швидкість газу, м/с;

– висота рукава, м;

– діаметр рукава, м;

– коефіцієнт, який характеризує опір фільтрувальної перегородки;

– динамічна в’язкість, Па · с;

– густина частинок, газу, кг/м³;

– діаметр частинок, мкм;

– коефіцієнт корисної дії передачі;

– коефіцієнт корисної дії вентилятора;

– тиск і температура газів, відповідно Па, К;

– концентрація шкідливих речовин, відповідно в забруднених і очищених газах, г/м³, кг/м³;

Прийняті скорочення:

ЗГ – забруднені гази;

ОГ – очищені гази;

УП – уловлений пил;

ПР – повітря на регенерацію;

ЗМ – зернистий матеріал.

3 Очищення газів фільтруванням

Фільтрація – один із найдавніших і найширше використовуваних методів видалення частинок із запилених газових потоків. В сучасному вигляді фільтрація забезпечує вловлювання найрізноманітніших частинок розміром від видимого до білямолекулярного. Фільтрація здійснюється у фільтрі, розділеному пористою перегородкою на дві камери – запиленого і очищеного газу (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 – Схема фільтрувального апарата:

1 – запиле­ний газ; 2 – корпус; 3 – очищений газ; 4 – фільтрувальна

перегородка; 5 – вловлюваний пил; 6 – пристрій

для вивантаження пилу

Як пористі перегородки застосовуються волокнисті тканини та неткані матеріали, насипний шар і жорсткі пористі матеріали.

Ефективність осаджування частинок у початковий період роботи фільтра (коли тканина чи зернистий шар ще чисті) невелика через відносно великі пори у фільтрувальній перегородці. Осаджування відбувається за рахунок безпосереднього дотику частинок пилу до волокон (ниток) чи зерен фільтрувальної перегородки, дії сил інерції, дифузії та електростатичного притягання. В цей період на лобовій поверхні пористого шару утворюються острівки пилу, які у волокнистих фільтрах поступово змикаються в суцільний, але ще тонкий шар. В принципі такий шар стає непроникним для частинок, які знову набігають на пористу перегородку, й теоретично ефективність фільтра повинна бути рівною 100%. Однак абсолютна ефективність роботи у фільтрах не досягається з двох основних причин: через мікровібрації фільтрувального матеріалу та внаслідок утворення тріщин і пустот у пиловому шарі при регенерації. Ці причини обумовлюють проникнення пилу в зону очищеного газу в режимі фільтрування.

В процесі роботи фільтра маса пилу на поверхні та в об’ємі пористої перегородки збільшується, і відповідно росте гідравлічний опір. В той момент, коли він досягне наперед заданого оптимального значення, вмикається система регенерації і пил скидається в бункер. При цьому гідравлічний опір фільтрувальної перегородки не знижується до рівня опору чистого матеріалу, що практично неможливо і недоцільно, тому що зразу після регенерації має місце підвищене проскакування пилу. В міру запилення опір знову зростає.

Постійна зміна гідравлічного опору – одна із особливостей апаратів фільтрувального типу.

Залежно від призначення і допустимого пилового навантаження сучасні фільтри умовно поділяють на повітряні та промислові. Повітряні фільтри призначені для знепилювання атмосферного повітря в системах припливної вентиляції, кондиціонування і повітряного опалення виробничих, службових і громадських будівель, подачі повітря на теплотехнічні потреби, повітряного охолодження газотурбінних установок, підстанцій агрегатів живлення електрофільтрів. Працюють повітряні фільтри при концентрації пилу менше 50 мг/м³ та швидкості фільтрування до 2,5...3 м/с.

В даному посібнику розглядаються тільки промислові фільтри (зернисті, волокнисті, тканинні), які застосовуються для очищення промислових газів концентрацією дисперсної фази до 60 г/м³.