27.«Сухие» механические пылеуловители. Инерционные пылеуловители. Инерционные пылеуловители.

Рис. 2. Схема инерционных пылеуловителей различными  способами подачи и разделения газового потока

а - камера с перегородкой; б- камера с расширяющимся конусом; в - камера с заглубленным бункером

В данных аппаратах пылеулавливающие частицы стремясь сохранить направление движения потока газа осаждаются в бункере. Газ в аппараты подаётся со скоростью от 5 до 15м/с. По сравнению с обычными пылеосадительными камерами, данная камера отличается высокой степенью очистки газа.

28.«Сухие» механические пылеуловители. Циклоны, батарейные циклоны, врацающиеся пылеуловители.

Одним из наиболее распространённых пылеулавливающими аппаратами являются циклоны.

Циклоны.

Они эффективно работают при размере частиц 15  20мкм. Частицы пыли в циклоне выделяются под действием центробежных сил при вращении газового потока.

Рис.3. Схема циклона.

Циклоны часто объединяют в батареи. Батарейные циклоны состоят из циклонных элементов малого диаметра, имеющие общий подвод и отвод газа, а так же общий бункер.

29. Сухие методы пылеулавливания. Механические методы (гравитационная, инерционная, центробежная сепарация).

Многочисленные конструкции аппаратов пылеулавливания, применяемых в настоящее время, покоится на нескольких основных физических принципах, излагаемых далее.

Осаждение под влиянием силы тяжести. По этому принципу работают пылевые камеры, газоходы, инерционные пылеуловители. Устройства такого типа обычно эффективны при улавливании грубых частиц размером 50 мкм и более .

Осаждение под действием центробежной силы. Эта сила может быть значительно больше силы тяжести. В пылеуловителях, основанных на данном принципе, газу обычно сообщают вращательное движение при тангенциальном вводе его в аппараты круглого сечения (в плане), называемые циклонами. Они эффективны при улавливании частиц размером 5-10 мкм и более.

30. Сухие методы пылеулавливания. Механические методы (фильтрация).

Классификация рукавных фильтров возможна

по форме фильтровальных элементов и наличию в них опорных устройств

по месту расположения вентилятора относительно фильтра

по способу регенерации ткани

по наличию и форме корпуса для размещения ткани

по числу секций в установке

по виду используемой ткани

Для очистки запыленных газов все большее распространение получает на последних ступенях сухая очистка рукавными фильтрами. Степень очистки газов в них при соблюдении правил техни­ческой эксплуатации достигает 99,9 %.

В качестве фильтровальных материалов применяют ткани из природных волокон (шерстяные, редко хлопчатобумажные), из синтетических (нитроновые, лавсановые, полипропиленовые и др.), а также стеклоткани. Наиболее распространены лавсан, терилен, дакрон, нитрон, орлон, оксалон, сульфон. Последние два материала представляют полиамидную группу волокон, обладаю­щих термостойкостью при 250 — 280 ºС. Для фильтровальных тканей наиболее характерно саржевое переплетение. Применяют также нетканые материалы — фетры, изготовленные свойлочиванием шерсти и синтетических волокон.

Разработка и промышленное изготовление дешевых фильтровальных материалов, обладающих высокой эффективностью при Достаточной механической прочности и стойкости в кислых и Щелочных средах, например, при химическом полировании хрусталя, открывают пути для более широкого их применения. Фильтрующий материал Beckinox (Великобритания) изготавливают как в виде штапеля, так и в виде длинных нитей разного диаметра из нержавеющей стали. Этот материал при скорости фильтрации 180 м3/(м2ч) имеет сопротивление 1200Па и ту же эффективность, что и текстильные ткани, высокую абразивную устойчи­вость, температуростойкость (до ~ 500 °С), регенерируется любым известным способом и хорошо фильтрует газы, содержащие SО2.

Во Франции при очистке отходящих газов с 400 —500 °С применяют рукавные фильтры из металлического фетра, основа ко­торого — металлическая сетка, нарощенная слоем тонкой металлической нити. По скорости фильтрации, аэродинамическому со­противлению, количеству потребляемой энергии фильтр идентичен рукавному фильтру из полиэфирного волокна.

Для случая, когда высокая фильтрующая способность должна сочетаться с высокой теплостойкостью и стойкостью к агрессив­ной химической среде, фирма Du Pont (США) предлагает три вида материалов (войлок и ткани) для фильтрации сухих частиц: номекс (арамидное волокно), тефлон (фторуглерод) и тефэр (войлок, выполненный из смеси тефлона (85 %) со стекловолокном (15 %). Эти материалы выдерживают рабочую температуру 100 — 250 °С.

Небольшое количество тонких стеклянных волокон в тефлоне уменьшает его пористость и повышает улавливающую способность. Тефлоновые волокна, стойкие к истиранию, защищают стекловолокно от механических повреждений. Высокие эксплуатационные характеристики тефэра объясняются противоположными трибоэлектрическими свойствами обоих волокон смеси, которые создают электростатические заряды в ходе работы. Это способствует высокой эффективности улавливания войлоком субмикронных частиц. Однако, по данным фирмы, если фтористоводородная кислота, например, при химическом полировании хрусталя полностью не нейтрализуется, то в дымовых газах рекомендуется использовать 100%-й тефлон.

Отечественной промышленностью выпускаются фильтры рукавные: с импульсной продувкой (ФРИ), каркасные импульсные (ФРКИ), заводы-изготовители ОАО «СФ НИИОГАЗ», ЗАО «Кондор-Эко» (см. прил. 10, И); циклонные РЦИЭ, РЦИРЭ и РЦИЭК, завод-изготовитель ОАО «Дзержинскхиммаш» (см. прил. 12) и другие, например, ФРЦИ-30, ФРИА-900 по спецзаказу.

В справочнике [6] подробно рассмотрены фильтры общепромышленного назначения. Преимущественное развитие получили ФРКИ (рис. 1.4). Скорость фильтрования в них на 20 — 30 % выше, чем в фильтрах с механической регенерацией и обратной продувкой. При эффективной регенерации короткими (0,1 — 0,2 с) импульсами меньше изнашиваются рукава, гидравлическое сопротивление поддерживается на уровне 1,0—1,5 кПа. В условном обозначении типоразмера фильтра число после букв — активная поверхность фильтрации.

Фильтры рукавные состоят из корпуса с раздельной рукавной плитой, фильтровальных элементов, клапанных секций с раздающими трубами для обеспечения регенерации рукавов импульсами сжатого воздуха. В процессе фильтрации запыленный газ проходит через ткань закрытых снизу рукавов внутрь, выходит через верхний коллек­тор и удаляется из аппарата.

Каждый рукав в фильтре натянут на жесткий каркас и закреплен на верхней решетке (плите).

Фильтры могут быть с входом газа: центральным; боковым; через бункер; со щелевым и с пирамидальными бункерами.

Окончательную сборку, наладку, испытание, доводку фильтров выполняют на месте эксплуатации в составе конкретного производственного объекта.

Расчет рукавных тканевых фильтров сводится к определению общей поверхности фильтрации F и числа фильтров или секций. Нормальная нагрузка на 1 м2 фильтрующей поверхности для ру­кавных фильтров 150 — 200 м3/ч. Сопротивление фильтров Рф=ВQвⁿ, (1.2)

где В = 0,13÷0,15 — коэффициент (большее значение — для более дисперсной пыли); Qв — расход воздуха на 1 м2 ткани рукавов, м3/ч; n = 1,2÷1,3 (меньшее значение — для более дисперсной пыли). При работе в нормальном режиме сопротивление нагнетатель­ных фильтров до 200 Па, всасывающих — до 600 Па. Общая поверхность фильтрации, м2,

F=Fраб + Fрег = (V+Vпр)/qф + Fрег ,

где Fраб — поверхность фильтрации в одновременно работающих секциях, м2; Fрег — поверхность фильтрации в регенерируемой секции, м2; V— объемный расход очищаемых газов (воздуха) с учетом подсоса воздуха в фильтр, м3/мин; Vпр— объемный расход продувочного воздуха, м3/мин; qф — удельная газовая нагрузка, м3/(м2*мин).

Число необходимых фильтров или секций

n=F/F1 , (1.4)

где F1 — поверхность фильтрации всех рукавов в фильтре или секции, м2.

Гидравлическое сопротивление тканевого фильтра, Па,

(1.5)

где µг — динамический коэффициент вязкости газа, Па•с; εп — пористость слоя пыли; dт — средний размер частиц пыли, м; εт — пористость ткани; Свх — начальная запыленность газа, кг/м3; ρп — плотность пыли, кг/м3, / — время, мин.

Периоды работы фильтра между регенерацией, встряхиванием или продувкой в зависимости от входной запыленности газов:

Входная запыленность, г/м3............................... 5 10 20

Периоды между регенерацией, мин................... 10—12 8 — 9 4 — 7

Зернистый фильтр имеет корпус , фильтрующие элементы , бункер , системы импульсной регенерации . Фильтрующий элемент содержит четыре пары вертикально размещенных фильтрующих ячеек 2. Ячейка содержит наклонные непроницаемые перегородки, верхние и нижние сетки. Между сетками насыпают 150-мм слой 3 — 5-мм частиц дробленого материала — магнезита, доломита, гравия и т.д. Перегородки и сетки образуют каналы треугольного сечения, по которым очищенные газы через отверстия в боковине проходят в короб, в каналах устанавливают перфорированные трубки для циклической подачи сжатого воздуха из коллектора. Фильтрующие ячейки разделены перегородками на три равные части. При импульсной продувке нижние ячейки работают в режиме фильтрации, верхние — регенерации.

Наряду с очисткой газовых потоков от пыли важной является очистка и обезвреживание дымовых газов от продуктов сгорания, топлива, для которых часто применяют метод адсорбции. В сухом способе очистки дымовых газов фильтрация очищаемых выбросов происходит через неподвижный (адсорберы периодического дей­ствия) или движущийся слой адсорбента. Наиболее распространены адсорберы периодического действия, в которых период контактирования очищаемого газа с твердым поглотителем чередуется с периодом его регенерации. Адсорберы выполняются в виде вертикальных, горизонтальных либо кольцевых емкостей, заполненных пористым адсорбентом. Выбор конструкции определяется скоростью газовой смеси, размером частиц адсорбента, требуемой степенью очистки и рядом других факторов. Вертикальные адсорберы применяют при небольших объемах очищаемого газа, а горизонтальные и кольцевые — при десятках и сотнях кубометров газа в час.

При проектировании или выборе конструкции адсорбера учитывают: объемный расход очищаемого газа, м3/с, концентрацию удаляемой примеси, мг/м3, и давление отходящих газов, Па, по которым определяют необходимую массу адсорбента, конструктивные размеры, гидравлическое сопротивление аппарата и время защитного действия адсорбера.