2.3.4. Фильтры

Фильтры широко используются в промышленности для тонкой очистки вентиляционного воздуха от примесей, а также для промышленной и санитарной очистки газовых выбросов.

Классификация фильтров основана на типе фильтровой перегородки, конструкции фильтра и его назначении, тонкости очистки и др.

По типу перегородки все фильтры делятся на фильтры: с зернистыми слоями (неподвижные свободно насыпанные зернистые материалы, псевдоожиженные слои); с гибкими пористыми перегородками (ткани, войлоки, волокнистые маты, губчатая резина, пенополиуретан и др.); с полужесткими пористыми перегородками (вязаные сетки, прессованные спирали и стружка и др.); с жесткими пористыми перегородками (пористая керамика, пористые металлы и др.).

По конструктивному признаку воздушные фильтры, выпускаемые в России, делятся на ячейковые (рамочные и каркасные) и рулонные.

Для очистки воздуха в системах вентиляции обычно используют ячейковые фильтры, представляющие собой рамку или каркас с фильтрующими элементами, выполненными из набора металлических сеток (фильтры Река – ФиР). винипластовых сеток (ФяВ), пенополиуретана (ФяП), упругого стекловолокна (ФяУ), войлока и др. Выбор типа фильтрующих материалов зависит от требуемой тонкости очистки, химического состава загрязнителей и условий эксплуатации фильтра. В табл. 2.5 приведены основные параметры ячейковых фильтров.

Для повышения эффективности очистки можно использовать каркасные фильтры с набивкой каркаса волокнистыми материалами. Одним из фильтров такого типа (ПФ-6) обеспечивается очистка шахтного воздуха с эффективностью 80-85% при начальной запыленности до 3 мг/м³. Гидравлическое сопротивление фильтра составляет 200 Па при производительности 12000 м³/ч.

Таблица 2.5

Параметры ячейковых фильтров

Тип фильтра	Площадь фильтрования, м2	Пылеемкость, г/м2	Эффективность очистки, %	Перепад давления в начале работы, Па
ФяР	0,22	1500	менее 80	40
ФяВ	0,22	1500	менее 80	40
ФяП	0,22	200	менее 80	60
ФяУ	0,22	400	менее 80	40

Недостатком ячейковых фильтров является ограниченный срок службы из-за быстрого засорения ячеек фильтрующего элемента и образования слоя осадка на его входной части, что требует частой смены фильтрующих элементов или их периодической очистки (регенерации). Этот недостаток частично устраняется при использовании рулонных фильтров (рис. 2.11, а), которые нашли применение для очистки воздуха с концентрацией примесей не более 10 мг/м³.

В каркасе 1 такого фильтра устанавливаются подающий 2 и приемный 3 барабаны, на которых укреплена фильтрующая ткань 4 и направляющие ролики 5. Периодическая подача нового участка фильтрующей ткани выполняется автоматически или вручную при достижении максимально допустимого перепада давлений на фильтрующей перегородке (обычно 2-3 начальных давления). Для уменьшения габаритов рулонных фильтров или увеличения их производительности по газу применяют компактные фильтры (рис. 2.11, б), в которых фильтрующая ткань зигзагообразно поступает через направляющие ролики 5 от подающего к приемному барабану.

Наибольшее распространение в промышленности для сухой очистки газовых выбросов от примесей имеют тканевые рукавные фильтры (рис. 2.12). В корпусе фильтра 2 устанавливают необходимое число рукавов 1, во внутреннюю полость которых подают запыленный газ от входного патрубка 5. Частицы загрязнений за счет ситового и других эффектов оседают в ворсе и образуют пылевой слой на внутренней поверхности рукавов. Очищенный воздух выходит из фильтра через патрубок 3.

Рис. 2.11. Рулонные фильтры обычного типа (а) и компактные (б)

1 – каркас фильтра; 2 – подающий барабан; 3 – приемный барабан; 4 – фильтрующая ткань; 5 – направляющие ролики

При достижении определенного перепада давлений на фильтре его отключают от системы и производят регенерацию встряхиванием рукавов с обратной их продувкой сжатым газом. Регенерация осуществляется специальным устройством 4. При очистке ткани удаляется значительная часть пылевого слоя, но внутри ткани между волокнами остается достаточное количество пыли, что обеспечивает высокую эффективность очистки газов в фильтре после его регенерации.

Рис. 2.12. Рукавный фильтр:

1 – тканевые рукава; 2 – корпус фильтра; 3 – патрубок для выхода очищенного воздуха;

4 – устройство для регенерации рукавов; 5 – патрубок для ввода загрязненного воздуха

Для изготовления рукавов применяют различные ткани и войлоки (табл. 2.6).

Таблица 2.6

Характеристика тканевых фильтрующих материалов

Ткань	Толщи- на, мм	Воздухопро- ницаемость при 49 Па, м3/м2∙мин	Термостойкость, оС		Химическая стабильность в среде
			при длительном воздействии	при кратковременном воздействии	кислот	щелочей	раство- рителей
Сукно № 2	1,5	3	65-85	90-95	ОП	ОП	Х
Нитрон	1,6	7,5	120	150	Х-У	У	Х
Лавсан	1,4	4	130	160	Х	У-П	Х
Хлорин №5231	1,32	7,6	65-70	80-90	ОХ	ОХ	У-Х
Стеклоткань ТССНФ	0,22	2,7	240	315	Х	У-П	ОХ

Примечание: ОХ – очень хорошая, Х – хорошая, У – удовлетворительная, П – плохая, ОП – очень плохая.