Экология промышленного производства
.pdf
Рис. 6.1. Рамный фильтр тонкой очистки:
1 – П-образная планка; 2 –боковая стенка; 3 – разделители из гофрированной винипластовой пленки; 4 – фильтрующий материал
Во избежание частой замены тонковолокнистых фильтров входная запыленность загрязненного воздуха не должна превышать 0,5 мг/м3. При более высокой запыленности целесообразно в фильтрах с материалами ФП предусматривать предварительную ступень – фильтры грубой очистки. В аппаратах малой производительности в одном и том же корпусе размещают фильтры тонкой очистки из материала ФП и грубой очистки в виде набивного слоя из волокна лавсан толщиной 5–10 см. Эти фильтры называют двухступенчатыми или комбинированными (рис. 6.2) и обозначают ДК (деревянные комбинированные).
Рис. 6.2. Комбинированный фильтра типа ДК:
1 – секция с набивным слоем из грубых волокон; 2 – секция тонкой очистки
На рис. 6.3 показаны простые по конструкции ячейковые (кассетные) фильтры Рекка (ФяР).
Габаритные размеры фильтра: 520×520 мм при толщине 70–120 мм. Ячейки набирают в секции (панели) и устанавливают перпендикулярнонаправлениюдвижению воздушного потокаилиподугломкнему.
201
Рис. 6.3. Ячейка фильтра Рекка: а – ячейка, не закрепленная в установочной раме; б – ячейка, закрепленная в установочной раме; в – установочная рама
Выпускают четыре типа ячеек ФяР одинаковых размеров со следующими показателями: расход масла на зарядку одной ячейки 200 г; эффективность очистки при преобладании частиц размером >10 мкм составляет 80–95 %.
Для регенерации ячейки снимают, промывают щелочным раствором, нагретым до 80°С (обычно 10 % -м раствором каустической соды), в целях удаления загрязнившейся масляной пленки; затем при такой же температуре промывают водой для удаления щелочи с сеток, сушат и смачивают чистые сетки маслом.
Масляные самоочищающиеся фильтры. Для очистки больших ко-
личеств запыленного воздуха (начальная запыленность до 10 мг/м3) используют фильтры с автоматической регенерацией или заменой фильтрующей поверхности.
Самоочищающиеся масляные фильтры (рис. 6.4) состоят из непрерывно движущейся в вертикальной плоскости фильтрующей бесконечной панели и масляной ванны.
Панель фильтра набрана из сетчатых шторок, выполняемых в некоторых конструкциях из двух слоев мелкой сетки с размером ячеек 2 мм и диаметром проволоки 0,5 мм. Шторки перекрывают одна другую, и запыленный воздух проходит через четыре шторки, которые закреплены на бесконечной цепи, приводимой в движение соленоидным приводом.
Панель фильтра проходит через масляную ванну, загрязненные участки панели отмываются от пыли и вновь промасливаются, а пыль оседает на дне ванны в виде шлама. Скорость потока воздуха в таких фильтрах не должна превышать 3 м/с.
202
Рис. 6.4. Фильтр масляный самоочищающийся марки КДМ-16006: 1 – механизм промывки сеток; 2– сетки; 3– маслосъемник;
4– система подогрева масла; 5– бак; 6 – шнек
Двух- и трехпанельные сеточные самоочищающиеся фильтры марки КДМ семи моделей производительностью от 40 до 240 тыс. м3/ч выпускает Харьковский завод кондиционеров.
В масляном баке находятся шнек и элеваторное устройство для удаления шлама, механизм промывки сеток, змеевики для подогрева масла в зимнее время и маслосъемник для снятия излишков масла с сеток. Основные характеристики фильтров КДМ приведены в табл. 6.2. Степень очистки зависит от дисперсности частиц и начальной запыленности воздуха. Она составляет 90–98 % для частиц крупнее 3 мкм и падает до 60 % для более мелкой пыли.
Рулонные (катушечные) автоматические фильтры. Фильтр представляет собой камеру, в верхней части которой расположена катушка с намотанным на нее чистым фильтровальным материалом (в виде мата), перемещающимся через проем для прохода запыленного воздуха и наматывающимся на нижнюю катушку по мере забивания материала пылью. Перемещение материала регулируется автоматически по величине гидравлического сопротивления.
203
Таблица 6.2
Основные технические характеристики самоочищающихся масляных фильтров марки КДМ
Марки |
Площадь |
Скорость |
Аэродинамиче- |
Число |
Емкость |
Мас- |
||
филь- |
фильтра- |
фильтра- |
ское сопротив- |
приво- |
масля- |
са, |
||
ций, |
ного |
|||||||
тра |
ции, м |
2 |
ление, Па |
дов |
кг |
|||
|
м3/(м2·мин) |
бака, м3 |
||||||
КДМ- |
3,51 |
|
190 |
132 |
1 |
0,185 |
626 |
|
4006 |
|
|
|
|
|
|
|
|
КДМ- |
6,38 |
|
156 |
103 |
1 |
0,570 |
1100 |
|
6006 |
|
|
|
|
|
|
|
|
КДМ- |
7,65 |
|
173 |
113 |
1 |
0,680 |
1200 |
|
8006 |
11,75 |
|
170 |
113 |
1 |
0,680 |
1405 |
|
КДМ- |
|
|||||||
12006 |
|
|
|
|
|
|
|
|
КДМ- |
14,65 |
|
182 |
118 |
2 |
0,875 |
2223 |
|
16006 |
18,3 |
|
182 |
118 |
2 |
0,875 |
2330 |
|
КДМ- |
|
|||||||
20006 |
22,1 |
|
182 |
118 |
2 |
1,038 |
2580 |
|
КДМ- |
|
|||||||
24006 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: В фильтрах всех марок применяется электродвига-
тель А02-21-4.
Запыленный материал всего рулона не регенерируют и заменяют новым. Материалом для рулонов служат упругие маты из стеклянных или синтетических волокон, проклеенные связующими и слегка промасленные.
Рулонные фильтры широко используют в системах кондиционирования и приточной вентиляции как самостоятельно, так и в качестве первой ступени очистки. До замены рулон непрерывно служит около года.
Нагрузка по воздуху рулонных фильтров составляет 6 000 м3/(м2 ч). Пылеемкость матов 1 кг/м2. Эффективность очистки для частиц размеромменее100 мкм– 90 %.
204
В табл. 6.3 приведены основные характеристики рулонных стекловолокнистых фильтров типа ФРУ.
Таблица 6.3
Основные технические характеристики фильтров типа ФРУ*
Марка |
Произ- |
Площадь |
Шири- |
Габариты фильтров, мм |
Число |
Число |
Ма |
|||
филь- |
водитель |
рабочего |
на мата, |
|
|
|
|
секций |
сса, |
|
тра |
тель- |
сечения, |
мм |
Высо- |
Ши- |
Глуби- |
Ка- |
1 050 |
800 |
кг |
ность, |
м2 |
та |
рина |
на |
тушек |
|||||
Ф12РУ1 |
33,3 |
12 |
1020 |
5 090 |
3 152 |
300 |
6 |
3 |
— |
930 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф8РУ2 |
22,2 |
7,9 |
1020 |
3 700 |
3 152 |
300 |
6 |
3 |
— |
717 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф6РУЗ |
16,7 |
6 |
1020 |
3 700 |
2 651 |
300 |
4 |
1 |
2 |
623 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф4РУ4 |
11,1 |
4 |
1020 |
2 930 |
2 101 |
300 |
4 |
2 |
— |
408 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф2РУ5 |
5,56 |
2 |
1570 |
2 433 |
1 600 |
300 |
2 |
— |
2 |
353 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: * Начальное сопротивление при w = 2,8 м/с составляет 40–50 Па. Мощность привода 0,27 кВт.
6.2. Промышленные рукавные фильтры
6.2.1. Классификация рукавных фильтров
Конструктивное исполнение промышленных (рукавных) фильтров весьма разнообразно. Основные классификационные признаки: тип фильтрующих элементов, из которых формируется поверхность фильтрации; система регенерации фильтровального материала и тип устройств регенерации (рис. 6.5).
Классификация по типу фильтрующих элементов. В промыш-
ленных фильтрах (тканевых и из нетканых материалов) применяются два основных типа фильтрующих элементов: бескаркасные (рукава), в основном цилиндрические, и жесткокаркасные, состоящие из каркаса, обтянутого тканью или нетканым материалом.
Применение бескаркасных элементов предполагает подачу фильтруемого газа внутрь рукава и сохранение формы элемента вследствие подпора давления в нем.
205
Рис. 6.5. Классификационная схема рукавных фильтров
Применение жесткого каркаса в конструкции фильтрующего элемента позволяет придавать последнему любую форму – цилиндрическую, плоскую, клиновую, звездчатую и другую, сохраняемую неизменной в процессе фильтрации и регенерации; поддерживать постоянное натяжение фильтрующего материала за счет плотного крепления его на каркасе, а также осуществлять фильтрацию газа, подавая его снаружи внутрь фильтрующего элемента.
Применение жесткокаркасных элементов позволяет улучшить использование рабочего объема фильтров, а также применять интенсивные способы регенерации ткани, которые невозможно осуществить в бескаркасных рукавных фильтрах.
Жесткокаркасным фильтрующим элементам, однако, присущи серьезные недостатки: повышенная металлоемкость и трудоемкость изготовления, усложнение обслуживания фильтров, особенно замены рукавов (они тяжелы и громоздки). Кроме того, ускоряется износ ткани в местах контакта с каркасом из-за трения о металл, что исключает применение стеклоткани.
206
К недостаткам нецилиндрических фильтрующих элементов также относятся сложность раскроя и пошива фильтрующего материала, закрепления и герметизации его краев на каркасе. В аппаратах с жесткокаркасными элементами стенки необходимо выполнять съемными или предусматривать в них большие проемы для извлечения элементов, что затрудняет герметизацию корпуса.
Классификация по типу устройств регенерации. Основные типы фильтров. Фильтры с посекционной системой регенерации выполняют двух основных типов: с обратной продувкой и с комбинированной регенерацией (обратная продувка с одновременным отряхиванием). На время регенерации подача фильтруемого газа в секцию прекращается. В отдельных случаях применяются небольшие фильтры, в которых для регенерации ткани используется только отряхивание.
Фильтры с поэлементной регенерацией выполняют следующих основных типов: с импульсной регенерацией; с обратной продувкой жесткокаркасных элементов через подвижное сопло; с обратной струйной продувкой.
Фильтры с посекционной системой регенерации характеризуются использованием бескаркасных фильтрующих элементов (рис. 6.6). Обратная продувка в них обеспечивается переключением клапанов одной из секций фильтра. В фильтрах с комбинированной регенерацией во время обратной продувки в регенерируемой секции одновременно включается встряхивающий механизм. Разнообразие конструктивных модификаций фильтров этой группы определяется различными схемами и режимами работы переключающих устройств и конструктивными исполнением механизмов.
В секциях, где идет фильтрация, запыленный газ подается внутрь рукавов и фильтруется через них наружу – в камеру очищенного газа. В регенерируемой секции продувочный газ (воздух) из коллектора попадает в камеру очищенного газа, проходит через рукава в направлении, обратном фильтрации, и сбрасывается в коллектор запыленного газа. При этом большая часть удаленной при регенерации пыли оседает в бункере фильтра, а остальное количество ее уносится с продувочным газом. В качестве последнего может быть использован воздух, очищенный в фильтре газ или инертный газ – в зависимости от условий работы фильтра. Возможные схемы обратной продувки представлены на рис. 6.7.
207
Рис. 6.6. Фильтр с посекционной регенерацией:
а – общий вид; б – фильтрующие секции (1, 2, 4); в – регенерируемая секция (3)
Рис. 6.7. Схемаработыфильтровсобратнойпродувкой: а – подача продувочного газа основным вентилятором; б – подача продувочного газа специальным вентилятором; в – подсос продувочного воздуха из атмосферы; 1 – фильтр; 2 – вход очищаемого газа; 3 – клапан; 4 – коллектор очищенного газа;
5 – коллектор продувочного газа; 6 – основной вентилятор; 7 – продувочный вентилятор; 8 – подогреватель; 9 – вход подсасываемого воздуха
208
Продувка очищенным газом в фильтрах, работающих под разрежением, осуществляется подачей в продувочный коллектор газа из линии после вентилятора (рис. 6.7, а). Производительность вентилятора должна быть рассчитана не только по количеству газа, отсасываемого изосновногоагрегата, ноисучетомобъемапродувочного газа.
Для обратной продувки можно использовать воздух или газ, нагнетаемый в продувочный коллектор специальным вентилятором (рис. 6.7, б). Такая схема применяется для фильтров, работающих как под разрежением, так и под давлением. Если в фильтре очищается газ с высокой температурой точки росы, то подача холодного воздуха приводит к конденсации водяных паров и залипанию фильтровального материала (если в газе содержатся пары агрессивных соединений, то конденсация их вызывает коррозию фильтра). Поэтому при очистке газов, отходящих от технологических агрегатов,
вфильтры подают предварительно подогретый воздух, для чего
всхему продувки включают подогреватель. Когда подача воздуха
вфильтр недопустима, например, из-за взрывоопасности среды, вместо воздуха в рассматриваемой схеме применяют инертный газ. С помощью специального вентилятора в продувочный коллектор может нагнетаться и очищенный газ, забираемый непосредственно из коллектора очищенного газа. Такая схема иногда применяется
вфильтрах, работающих под давлением.
Если аппарат работает под разрежением и обдувка может производиться воздухом, забираемым из помещения, в котором установлен фильтр, то иногда продувочный вентилятор не требуется, а воздух на продувку засасывается за счет разрежения в фильтре, создаваемого основным вентилятором (рис. 6.7, в). При такой схеме работают обычно фильтры, очищающие воздух вентиляционных систем, или фильтры установок пневмотранспорта. Практика, однако, показывает малую эффективность этой продувки.
Фильтры с обратной продувкой и отряхиванием. Регенерацию фильтровального материала можно интенсифицировать применением одновременно с обратной продувкой механического отряхивания рукавов. Многосекционные фильтры с комбинированной системой регенерации отличаются от описанных ранее фильтров с обратной продувкой дополнительной установкой механизмов отряхивания. В той секции фильтра, где происходит обратная продувка, одновременно включается в работу и отряхивающий механизм. Как прави-
209
ло, воздействия одного отряхивания недостаточно для эффективной регенерации. В ряде случаев для фильтров с небольшой фильтрующей поверхностью достаточно прекратить фильтрацию, т. е. отключить подачу очищаемого газа, чтобы обеспечить регенерацию фильтрующих элементов отряхиванием.
Модификации отряхивающих систем весьма разнообразны. Выделяют четыре основных вида механического воздействия на фильтрующие элементы (рис. 6.8):
–вертикальное встряхивание, при котором рукав натянут вверх
ипотом происходит его резкий сброс; в результате натяжение снимается и на ткани образуются складки, ведущие к разрушению пылевого слоя;
–качание рукава в стороны, во время которого рукав остается в натянутом состоянии; этот способ отряхивания менее интенсивен, чем предыдущий, но зато значительно меньше изнашивает ткань;
–кручение рукава вокруг его оси на определенный угол с последующим реверсированием вращения;
–вибрационное отряхивание передачей механических вибраций на жесткокаркасный фильтрующий элемент или на сильно натянутую ткань бескаркасного элемента.
Рис. 6.8. Схема отряхивания рукавов:
а – боковое встряхивание; б – вертикальное встряхивание; в – вибрация
Фильтры с импульсной регенерацией. В последнее время регене-
рация подачей в фильтрующий элемент кратковременных импульсов сжатого воздуха нашла широкое применение.
210