6) Электроосаждение, фильтрование

Рис. 4.17 К определению движущей силы фильтрования.

где - угловая скорость вращения барабана, dm 2 rLdr.

работы центрифуги фильтрат проходит через фильтрующую перегородку и на ее внутренней поверхности образуется слой осадка.

Кольцевой слой осадка располагается в барабане центрифуги в диапазоне от внутреннего радиуса R2 цилиндрической фильтровальной перегородки до некоторого переменного во времени внутреннего радиуса rос высотой L (рис. 4.18).

Рис. 4.18 К выводу основного уравнения фильтрования в поле центробежных сил.

скорости wф по толщине слоя, т.е. по радиальной координате r . Расчет удобно вести

учетом сопротивления фильтровальной перегородки Rф дает:

где р рос рф , рф - гидравлическое сопротивление фильтрующей

перегородки.

Это и есть основное уравнение центробежного фильтрования. Рассмотрим отдельные режимы фильтрования.

Режим p const. Для этого случая p определяется по (4.32) при const и

R1 const .

Решение уравнения (4.39) для этого случая имеется. Результаты громоздкие, поэтому их не приводим.

Режим wф2 const можно поддержать при определенном законе изменения p .

В конечном счете необходимо программировать изменения по времени . Связь между p и определяется по формулам (4.32), (4.39) с учетом уравнения неразрывности.

4.4.3. Аппаратура для фильтрования

Аппараты для фильтрования – фильтры – подразделяются на фильтры периодического и непрерывного действия.

Цикл работы периодических фильтров состоит из основной операции фильтрования и вспомогательных операций (например сушка, промывка, разборка фильтра, выгрузка осадка и т.п.).

В фильтрах непрерывного действия все операции осуществляются одновременно в течение сравнительно длительного времени.

4.4.3.1. Очистка газов фильтрованием

Газ, содержащий взвешенные твердые частицы, проходит через пористую перегородку, а твердые частицы оседают на её поверхности. Процесс фильтрования газов идет, в основном, с закупориванием пор. Теоретическое описание такого процесса практически невозможно, поэтому расчет процесса очистки газов фильтрованием осуществляется на основании экспериментальных данных.

В качестве фильтровальной перегородки применяются:

Выбор фильтровальной перегородки определяется составом пыли, температурой газа, а также допустимым гидравлическим сопротивлением.

Фильтры с гибкими пористыми перегородками. Наиболее распространенные

–рукавные фильтры. Степень очистки газа в них от взвешенных частиц достигает 98

–99% (рис. 4.19 а).

Проходя через тканевые рукава газ очищается от пыли, пыль осаждается на внутренней поверхности и в порах ткани. При этом гидравлическое сопротивление возрастает и при достижении pдоп этот сектор рукавного фильтра отключают, включают другой сектор. Затем проводят регенерацию рукавов с помощью механизма по их встряхиванию.

а) б)

Рис. 4.19 Фильтры для газов: а – рукавный фильтр, б – металлокерамический фильтр.

Обычно для изготовления рукавов применяются хлопчатобумажные и шерстяные ткани.

Фильтры с жесткими пористыми перегородками. Фильтры с жесткими пористыми перегородками применяются для сверхтонкой очистки газов от твердых частиц диаметром 0,5мк и более. На рис. 4.19 б. представлен один из вариантов такого фильтра.

Газ проходит через керамическую гильзу и покидает аппарат, а твердые частицы удерживаются на наружной поверхности гильз. Очистка гильз от осевшей пыли производится периодически обратной продувкой их сжатым воздухом.

Фильтры с полужесткими фильтровальными перегородками. Фильтры с полужесткими фильтровальными перегородками применяются для тонкой очистки малозапыленных газов.

Фильтры с зернистым слоем. Фильтры с зернистым слоем используют для тонкой очистки газов, например для очистки сжатого воздуха от масла, улавливания сажи и т.п.