4.8.2 Двухступенчатые или комбинированные фильтры

В корпусе размещают фильтр грубой очистки из набивного слоя ловсановых волокон толщиной 100 мм и фильтр тонкой очистки из материала ФП.

Рис.14 Двухступенчатый или комбинированный фильтр тонкой очистки

Глубокие фильтры. Эти фильтры многослойны, используются для очистки вентиляционного воздуха в течении 10-20 лет. После их захоранивают – зарывают и цементируют.

Подчеркну, что надежно разработанной методики расчета волокнистых фильтров на сегодня нет.

4.9. Зернистые фильтры.

Фильтрующие слои, состоящие из зерен сферической или любой другой формы, применяются для очистки газов реже, чем волокнистые материалы. Преимущества зернистых фильтров следующие - это доступность материалов, возможность работать при очень высоких температурах и в условиях агрессивной среды, выдерживать большие механические нагрузки и перепады давлений, а также резкие изменения температуры.

Различают следующие типы зернистых фильтров:

1. Зернистые насадочные (насыпные фильтры). В этих фильтрах фильтрующие элементы (гранулы, куски, зерна сыпучего материала) не связаны друг с другом. К этим фильтрам относятся статические (неподвижные фильтры), динамические подвижные слоевые фильтры с гравитационным перемещением сыпучей среды; фильтры с псевдоожиженным слоем.

2. Жесткие пористые фильтры, в которых зерна прочно связаны друг с другом в результате спекания, прессования или склеивания и которые образуют прочную неподвижную систему. К этим фильтрам относятся пористая керамика, пористые металлы, пористые пластмассы.

Улавливание пыли в зернистых фильтрах подчиняется тем же закономерностям, что и в волокнистых фильтрах, так как действуют те же механизмы осаждения частиц на препятствиях.

На рисунке 15 для примера представлен фильтр с движущимися слоями материала.

Рис.15. Зернистый фильтр

4.10.Расчет зернистого фильтра.

Степень очистки газа зернистым слоем можно определить из выражением:

η=1-exp[1-К_сл (α+βtф)]

t_Ф- время от начала процесса фильтрации (с).

 и  – эмпирические коэффициенты, для гравийных фильтров =0,877 10⁷; = 2,57 10^-11

K_сл – коэффициент захвата пыли слоем, определяемый из выражения

_,

d_m – среднемедианный размер пыли, м

p_ч – плотность частиц пыли, кг/м³

H_сл – толщина слоя, м

W – скорость фильтрования, м/сек

d_экв – эквивалентный диаметрчастиц, м

– вязкость газа, Па*с

Гидравлическое сопротивление фильтра складывается из сопротивления зернистого слоя p₁ и прироста сопротивления p₂ за счёт накопления уловленной пыли.

Гидравлическое сопротивление зернистого слоя p₁, после регенерации, с учётом пыли, оставшейся на нём после регенерации, можно рассчитать по формуле

- пористость пыли, доли ед

- плотность газа, кг/м³

Прирост сопротивления слоя за счёт накопления уловленной пыли можно определить по формулам

,

где z₁ – начальная запылённость газа, кг/м³

4.11.Пример расчета зернистого фильтра

Задание. Определить степень очистки и гидравлическое сопротивление зернистого фильтра толщиной Н = 100 мм при эквивалентном диаметре зерен = 4 мм, порозности слоя скорости фильтрования м/с и продолжи­тельности периода фильтрования 45 минут. Принять плотность газа равной , динамический коэффициент вяз­кости газа температуру газа Т = 300° С, барометрическое давление , разрежение перед аппаратом , начальную запыленность газа , плотность частиц пыли , среднемедианный диаметр частиц пыли , логарифм средне­квадратичного отклонения размеров частиц пыли

Решение.

1. Коэффициент захвата при заданном режиме работы слоя

2.Степень очистки газа зернистым слоем, в долях от единицы:

значения коэффициентов приведены в источнике [1].

3. Плотность газа перед фильтром при рабочих условиях, :

4. Запыленность газа перед фильтром при рабочих усло­виях, :

5. Гидравлическое сопротивление зернистого слоя после регенерации с учетом оставшейся в нем пыли, Па:

6. Прирост сопротивления слоя за счет уловленной пыли, Па:

7. Гидравлическое сопротивление слоя перед регенера­цией, Па: