Экология промышленного производства

4)по способу регенерации ткани: встряхиванием, обратной продувкой, продувкой сжатым воздухом, импульсной продувкой, звуковой регенерацией; с поэлементной регенерацией или с посекционной регенерацией;

5)по типу фильтровальной ткани: из натуральных тканей (шерсти, хлопчатобумажного волокна и т. д.) и синтетических тканей (лавсана, стекловолокна, капрона и т. д.);

6)по форме корпуса для размещения фильтровальной ткани: прямоугольные, цилиндрические;

7)по числу секций: односекционные и многосекционные;

8)по числу рукавов в каждой секции;

9)по подаче очищаемого газа через фильтровальный элемент: снаружи во внутрь или изнутри наружу, с нижней подачей газа

вкорпус фильтра или с верхней подачей.

При эксплуатации фильтров соблюдается допустимый температурный режим тканей. При этом температура газа не превышает предельную для данной фильтровальной ткани температуру. Гидравлическое сопротивление запыленной ткани в зависимости от типа ткани и скорости фильтрации, исходя из практических и экономических соображений, не превышант 685–1 280 Па. Менее прочные ткани имеют меньший предел гидравлического сопротивления. При применении стеклоткани сопротивление рукавов достигает 1 180–1 960 Па, а в некоторых случаях и большей величины. Срок службы рукавов зависит от запыленности газа, наличия в нем агрессивных по отношению к материалу ткани компонентов и обычно в среднем составляет от 4 до 12 месяцев.

При эксплуатации рукавных фильтров требуется соблюдать правила техники безопасности, которые исключают возможность воспламенения горючей пыли и отравления обслуживающего персонала при очистке токсичных газов. В необходимых случаях применяют фильтры и вентиляторы во взрывобезопасном исполнении и осуществляют очистку газа только под разрежением; своевременно удаляют пыль из фильтра; устраняют источники возникновения искр и статических зарядов; исключают возможность образования взрывоопасных смесей газа и пыли с атмосферным воздухом. При возникновении пожара отключают фильтр от газа, останавливают вентилятор и механизмы фильтраипринимаютмерыпо ликвидациипожара.

221

Для эффективной работы рукавных фильтров необходимо соблюдать скорости фильтрации газов в зависимости от очищаемой пыли (табл. 6.6).

Таблица 6.6

Рекомендуемые ориентировочные скорости фильтрации газов в рукавных фильтрах в зависимости от очищаемой пыли, встречающейся в черной металлургии

Примечание: *Пыли в основном высокотемпературные, для их улавливания применяют фильтры с обратной продувкой.

Рукавные фильтры типа ФРКИ. Фильтры типа ФРКИ (фильтр рукавный каркасный, импульсный) общепромышленного примене-

222

ния предназначены для улавливания пыли в различных металлургических переделах, а также в других отраслях промышленности. Применяются в условиях сред, не являющихся токсичными, пожаро- или взрывоопасными, для очистки сравнительно небольших объемов газа (максимальная фильтрующая поверхность 360 м2) при температуре очищаемого газа не выше 130° С (рис. 6.12, табл. 6.7).

Рис. 6.12. Фильтр ФРКИ (однорядный): 1 – рукав; 2 – крышка; 3 – клапанная секция; 4 – коллектор; 5 – корпус; 6 – бункер; 7 – люк

Таблица 6.7

Техническая характеристика фильтров с импульсной регенерацией

223

Окончание табл. 6.7

Примечание: * Диаметр рукава 0,135 м; давление продувочного воздуха 0,6 МПа.

** При нормальных условиях.

В корпусе фильтра размещаются жесткокаркасные фильтрующие элементы диаметром 135 мм и высотой 2–3 м. Фильтрующие элементы закреплены своим верхним концом в перегородке. Фильтруемый газ подается в нижнюю часть фильтра и фильтруется снаружи внутрь рукава. Пройдя фильтрацию, газ выходит в верхнюю камеру чистого газа. Регенерация осуществляется импульсами сжатого воздуха давлением 0,6 МПа длительностью 0,1–0,2 с. Подача импульсов обеспечивается электромагнитными клапанами при помощи системы автоматики. Применяемые фильтровальные материалы: лавсановая ткань или иглопробивной войлок.

Фильтры ФРКИ предназначены для эксплуатации в отапливаемом помещении.

Рукавные фильтры типа ФРКДИ. Фильтры типа ФРКДИ

(фильтр рукавный, каркасный с двухсторонней импульсной продувкой), как и фильтры ФРКИ, являются фильтрами общепромышленного применения (рис. 6.13). Выпускаются с площадью фильтрующей поверхности от 550 до 1 100 м2, т. е. большей единичной производительности, чем фильтры ФРКИ. Применяются в условиях сред, не являющихся токсичными, пожароили взрывоопасными, при температуре до 130 °С.

Особенность фильтров ФРКДИ – двусторонняя подача импульсов сжатого воздуха в рукав при регенерации. Соответственно высота жесткокаркасных рукавов увеличена до 6 м при диаметре их 135 мм. Помимо верхней сборной камеры очищенного газа, к которой прикрепляются верхние концы рукавов, в нижней части филь-

224

тра над бункером имеется система сборных коллекторов очищенного газа, к которым крепятся нижние концы рукавов.

Рис. 6.13.Фильтр ФРКДИ: 1 – бункерная часть корпуса; 2 – люк; 3 – рукав; 4 – коллектор; 5 – корпус; 6 – клапанная секция; 7 – фланцевый вентиль Dу50; 8 – клапанная секция; 9 –винтовой транспортер

Остальные характеристики аналогичны фильтрам ФРКИ: давление сжатого воздуха – 0,6 МПа; длительность импульса – 0,1–0,2 с; фильтровальные материалы – лавсановая ткань или иглопробивной войлок.

Фильтры ФРКДИ предназначены для эксплуатации в отапливаемом помещении.

Рукавные фильтры типа ФРО. Фильтры типа ФРО (фильтры рукавные с обратной продувкой) предназначены для очистки больших объемов газов в черной металлургии (в частности, очистка газов большегрузных электросталеплавильных печей), в цветной металлургии (очистка вентиляционных газов цехов электролиза алюминия), а также вдругихотрасляхпромышленности(рис. 6.14, табл. 6.8).

Температура очищаемого газа при использовании рукавов из лавсановой ткани – до 130 °С, при использовании стеклоткани – до 230°С.

225

Фильтры ФРО представляют собой многосекционные аппараты с бескаркасными рукавами, подвешенными в верхней части к опорным рамам и закрепленными внизу своими открытыми концами в перегородке. Диаметр рукавов 200 и 300 мм, высота соответственно 8 и 10 м. Газ подается в нижнюю часть фильтра, проходит во внутреннюю часть рукава и фильтруется изнутри наружу рукава. Регенерация осуществляется посекционной обратной продувкой. Переключение газовых потоков в фильтре производится с помощью тарельчатых клапанов с пневмоприводом по заданной программе.

Рукавный фильтр РФСП-1580. Рукавный фильтр РФСП-1580 (рукавный фильтр со струйной продувкой, площадь фильтрующей поверхности 1 580 м2) предназначен для тонкой очистки вентиляционных газов и доочистки технологических газов от пылей, обладающих повышенной токсичностью, в частности от свинецсодержащей пыли (рис. 6.15).

Рис. 6.15. Фильтр РФСП-1580: 1 – секция фильтра; 2 – бункер; 3 – шлюзовой затвор; 4 – шнековый транспортер

Фильтр состоит из 20 секций, расположенных в два ряда по 10. Фильтрующие рукава диаметром 220 мм и высотой 5 м выполнены из двухслойной лавсановой ткани с начесом. Оба конца рукава открыты и заделаны соответственно в верхнюю и нижнюю перего-

227

родки. Очищаемый газ поступает в верхнюю камеру, откуда попадает внутрь рукавов и фильтруется наружу в камеру чистого газа. Пыль осаждается на внутренней поверхности рукавов и при регенерации транспортируется через нижний конец рукава в сборный бункер. Регенерация осуществляется по достижении заданного гидравлического сопротивления 2–2,5 кПа.

Фильтр применяется при низкой входной запыленности очищаемого газа 50–250 мг/м3, но обеспечивает при этом очень тонкую очистку при высоких удельных газовых нагрузках до 5 м3/(м2 мин).

6.2.4. Зернистые, волокнистые, керамические фильтры

Помимо фильтров в виде слоев волокон, тканей и нетканых материалов из волокон для фильтрации запыленных газов, хотя и значительно реже, но применяются и фильтры в виде слоев из зерен сферической или другой формы. Улавливание в них частиц пыли происходит в соответствии с описанными выше процессами

Различают типы зернистых фильтров:

–насыпные, в которых осаждающие элементы (гранулы, гравий, кокс кольца Рашига и другие) не связаны жестко друг с другом.

Кэтим фильтрам относятся: статические (неподвижные) слоевые фильтры, динамические (подвижные) слоевые фильтры с перемещением сыпучей среды, псевдоожиженные слои;

–жесткие, в которых зерна прочно связаны друг с другом в неподвижную систему в результате спекания, прессования или склеивания. К этим фильтрам относятся: пористая керамика, пористые металлы, пористые пластмассы.

Слоевые насыпные зернистые фильтры. Эти фильтры исполь-

зуют для очистки запыленного воздуха (газов) систем пневмотранспорта от абразивной пыли с относительно крупными частицами и при повышенных температурах (400–500 °С).

Эффективность улавливания пыли в этих фильтрах растет с увеличением высоты слоя и уменьшением среднего диаметра его зерен.

Свойство сыпучести зернистых материалов используют для создания фильтров с движущейся средой и периодическим или непрерывным удалением из фильтра на регенерацию слоя зерен, забитого пылью. Обычно материал перемещается между сетками или жалюзийными решетками под действием сил гравитации. Регенерируют

228

выгруженный материал от уловленной пыли в отдельном аппарате грохочением или промывкой в восходящем потоке воды зерен, находящихся в псевдоожиженном состоянии.

Зернистые жесткие фильтры. Для тонкой очистки горячих

иагрессивных газов от пыли применяют керамические и металлокерамические зернистые жесткие фильтры с более высокой термо-

икислотостойкостью, чем ткани и нетканые фильтровальные материалы из натуральных и синтетических волокон.

Особенно перспективны металлокерамические фильтры, устойчиво работающие при температуре, близкой к 400 °С.

Существенные недостатки жестких фильтров по сравнению с тканевыми – их высокая стоимость, большое гидравлическое сопротивление и трудность регенерации. Последняя сокращает срок их службы. Затруднения с регенерацией обусловлены глубоким проникновением высокодисперсных частиц пыли в поры, откуда они не удаляются. В результате остаточное сопротивление фильтров непрерывно увеличивается, что приводит к необходимости демонтировать фильтрующие элементы для промывки или очистки другими способами.

Жесткие зернистые фильтры редко применяют для установок большой производительности.

Волокнистые фильтры капле- и туманоуловители. В этих филь-

трах используется принцип фильтрации на волокнах жидких частиц. Уловленная жидкость непрерывно выводится из фильтра. Механизмы процесса осаждения жидких частиц на волокнах не отличаются от улавливания твердых частиц – пыли. Отличительная особенность мокрых волокнистых фильтров состоит в коагуляции (коалесценции) осажденных на поверхности жидких частиц в крупные капли или пленку жидкости, которые удаляются из слоя под действием силы тяжести, увлечения газовым потоком или капиллярных сил. Обычно для этого не требуется какого-либо механического воздействия на фильтры, работающие в режиме саморегенерации с постоянным сопротивлением.

Недостаток мокрых волокнистых фильтров – возможность их зарастания твердыми частицами, содержащимися в тумане (при образовании нерастворимых солевых отложений СаСО3, СаSО4 и другие.). Мокрые фильтры подразделяют на низкоскоростные (скорость фильтрации ≤ 9 м/мин), работающие в диффузионном режиме

229

осаждения на тонкие волокна, и высокоскоростные, работающие в инерционном режиме осаждения на грубые волокна и сетки.

Низкоскоростные мокрые волокнистые фильтры. На рис. 6.16

показана конструкция низкоскоростного фильтрующего элемента, состоящего из двух соосно расположенных цилиндрических сеток из проволоки диаметром 3,2 мм, приваренных ко дну и входному патрубку (фланцу).

Рис. 6.16. Цилиндрический фильтрующий элемент: 1 – опорная перегородка; 2 – уплотняющий патрубок (фланец); 3 – стяжная шпилька; 4 – прокладка; 5 – сетки; 6 – стекловолокнистый слой; 7 – дно; 8 – трубка гидрозатвора; 9 – стакан

Пространство между сетками заполнено волокном. В дне элемента имеется гидрозатвор для перетока уловленной жидкости в корпус аппарата. К опорной перегородке корпуса элементы на прокладках крепятся шпильками и гайками. В одном корпусе монтируют от 5 до 100 элементов. Наиболее распространены элементы диаметром 450 мм и высотой 2,4 м. Эффективность улавливания, в описанных элементах до 99,99 % для частиц < 3 мкм и до 100 % для частиц > 3 мкм при гидравлическом сопротивлении 3 800 Па. Фильтрующие слои в отечественных низкоскоростных фильтрах чаще всего состоят

230