3.Фильтрование аэрозолей в пористом слое. Основные характеристики.Схемы.Соор

Фильтрация — один из старейших и наиболее широко используе­мых методов удаления частиц из запыленных газовых потоков. В современном виде фильтрация обеспечивает улавливание самых разнообразных частиц размером от видимого до околомолекуляр­ного. Фильтрация вне конкуренции, когда речь идет об обеспече­нии исключительно высокой эффективности улавливания очень мелких частиц ценой умеренных затрат.

Тканевые фильтры изготовляют из тканых или валяных на­бивных материалов, которые служат подложкой для слоя пыли. В большинстве случаев именно слой пыли обеспечивает высокую интенсивность захвата частиц, после того как образуется однород­ный слой на поверхности фильтра. Ткань периодически очищается от накопившихся частиц.

Очистка газов может быть осуществлена с помощью гранулиро­ванных фильтров, в которых газ пропускается через один или множество слоев гранул, имеющих размер, много больший раз­мера улавливаемых частиц. Гранулированные фильтры также периодически очищают от накопившихся частиц.

Хотя волокнистые фильтры во многих отношениях напоми­нают тканевые, они обладают высокой эффективностью и до на­копления слоя пыли. В зависимости от плотности и (или) толщины слоя волокон можно достичь относительно высокой эффективности улавливания ~90 % в отсутствие накопленного пылевого слоя. Такие фильтры заменяют, а не очищают, за исключением про­волочных экранов большой емкости.

Ограничения

Как и в случае многих других технологических процессов, выбор условий фильтрации не оптимален из-за недостаточного понима­ния всех сложных взаимодействий, которые имеют место при конкретном использовании промышленных фильтров.

Промышленные фильтры традиционно конструируют, основы­ваясь на накопленном опыте и без использования уравнений, характеризующих процесс. Многие предложенные уравнения носят эмпирический характер; строго теоретический подход к созданию тканевых фильтров или к оценке ключевых переменных отсут­ствует.

Методы очистки

Существует три основных метода очистки, старейшим из которых является встряхивание фильтрующей среды для удаления пыли. Два других метода основаны на выдувании фильтра или обратным потоком низкого давления или импульсом сжатого воздуха. Кроме того, используют и ряд других методов, которые по техническим или экономическим причинам до сих пор не получили широкого распространения. Иногда прибегают к комбинации двух мето­дов, например, к сочетанию обратного потока со встряхиванием в тех случаях, когда удаление осадка затруднено.

Область применения фильтров:

Тканевые фильтры используют там, где, необходимо достичь высокой эффективности и где условия позволяют использовать фильтр без его повреждения или нанесения ущерба процессу. Применение фильтров ограничено температурами, превышающими 500—600 К, при которых разрушается ткань или укорачивается срок ее службы до экономически невыгодного, а также составом газа или частиц, которые могут разрушать ткань или не под­даются удалению из фильтра. Например, не удаляются клейкие частицы, поскольку невозможно заранее покрыть волокна абсор­бирующим, но не клейким материалом. Часто отмечают, что фильтры непригодны для улавливания жидкостей, тем не менее при правильном выборе фильтра можно задерживать и жидкие капельки. С помощью фильтров улавливаются и малые частицы размерами вплоть до молекулярных, оседающие благодаря вы­соким коэффициентам диффузии. Многие технологические труд­ности могут быть решены изменением условий работы фильтра, например, охлаждением газового потока до температуры, без­вредной для фильтра.

Для первичной фильтрации при температурах, превышающих 500—600 К, используют гравийные фильтры. Эти фильтры гро­моздки и тяжелы. Высокая эффективность улавливания обеспе­чивается при правильном выборе конструкции и режима эксплуа­тации.

Волокнистые фильтры обычно не очищают. Их используют, когда концентрация частиц низка (<2 г/м³) и фильтр может про­служить достаточно долго, не требуя замены.

Если необходима высокая эффективность улавливания, то вместо фильтров можно использовать электрофильтры и мокрые скрубберы.

Скрубберы конкурентоспособны, когда необ­ходимо обрабатывать большой поток газа с помощью малогабарит­ного оборудования, нет проблем, связанных с отводом жидкости и шлама, а требования по улавливанию мелких частиц невысоки.