1.3 Технологічний розрахунок фільтрів

Технологічний розрахунок [1] зводиться до визначення площі фільтрувальної поверхні, гідравлічного опору апарата і ефективності пиловловлювання для вибраного типа фільтра.

Площа фільтрувальної поверхні

, м² (2.1)

, м²

де L – об'ємна витрата вентиляційних викидів, м³/год;

g – питоме газове навантаження при фільтрації, м³/(м²·хв);

Питоме газове навантаження

g=g_н·C₁·C₂·C₃·C₄·C₅, м³/(м²·хв), (2.2)

g=1.2·0.86·1.04·0.9·0.78·1.25=0,94, м³/(м²·хв),

де g_н – нормативне питоме навантаження, яке залежить від вигляду пилу і його регенеративних властивостей;

C₁, C₂, C₃, C₄, C₅ – емпіричні коефіцієнти, які враховують, відповідно, особливості регенерації фільтруючих елементів, вплив концентрації пилу на газове навантаження, вплив дисперсійного складу пилу в газі, вплив температури газу і вимоги до якості очищення. Значення вказаних коефіцієнтів визначаються за табл.2.1 - 2.6, відповідно: C₁=0.86; C₂=1.04; C₃=0.9; C₄=0.78; C₅=1.25.

Табл.2.1 - Значення питомого газового навантаження

Значення gн, м3/(м2·хв)
3,5	2,6	2,0	1,5	1,2
Тирса Дерев′яний пил	Пісок Гіпс Зола	Цемент Глинозем Вапняк Кварц	Пігмент Силікати Барвники	Сажа Технічний вуглець

Табл.2.2 - Значення коефіцієнта С₁* що враховує особливості

регенерації фільтруючих елементів

Спосіб регенерації фільтра	С1
Імпульсне продування стиснутим повітрям (ІП) Двостороннє імпульсне продування (ДІП) Зворотне продування і струшування (ЗПіС) Зворотне продування (ЗП)	1 0,95…0,86* 0,70…0,85* 0,55…0,7*

* Менші значення обирають для рукавних фільтрів з щільної тканини,

більші - для фільтрів із склотканини.

Табл.2.3 - Значення коефіцієнта С₂, що враховує вплив

концентрації пилу Свх у вентиляційних викидах

Свх, г/м3	С2	Свх, г/м3	С2	Свх, г/м3	С2	Свх, г/м3	С2
1 2	1,12 1,10	4 6	1,08 1,04	8 10	1,02 1,00	12 14	0,97 0,95

Табл.2.4 - Значення коефіцієнта С₃, що враховує вплив

дисперсійнного складу пилу в газі

Медіанний розмір частинок dч, мкм	С3	Медіанний розмір частинок dч, мкм	С3
Понад 300 100-300 50-100	1,5…1,7 1,2…1,4 1,1	10-50 3-10 Менше 3	1,0 0,9 0,7…0,9

Табл.2.5 - Значення коефіцієнта С₄, що враховує вплив

температури газу

tг,оС	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200	220
С4	1,0	0,9	0,84	0,78	0,75	0,73	0,72	0,70	0,68	0,67	0,66

Табл.2.6 - Значення коефіцієнта С₅, що враховує вимоги

до якості очищення газу.

Вміст пилу після очищення Скін, мг/м3	С5
Більше за 200 200 100 50 30 20 10 і менші	1,50 1,45 1,25 1,16 1,00 0,98 0,95

Гідравлічний опір рукавного фільтра складається з опору корпусу апарата ∆Р_к і опору фільтрувальних поверхонь ∆Р_п

∆Р = ∆Р_к + ∆Р_п,, Па (2.3)

Гідравлічний опір фільтрувальних поверхонь характеризується постійною ∆Р′ та змінною ∆Р″ складовими

∆Р_п = ∆Р′ + ∆Р″, Па (2.4)

Постійна складова визначається із співвідношення

∆Р′ = К_п·μ·W_ф, Па (2.5)

де W_ф= – швидкість фільтрації, м/с; L - об'ємна витрата газів, що очищуються, м³/год; F - площа фільтрувальних елементів, м²; μ – в'язкість газу, Па·с, визначається за табл.2.7; К_п – коефіцієнт, що характеризує опір фільтрувальної перегородки із залишковим шаром пилу, визначається за табл.2.8.

Змінна складова гідравлічного опору дорівнює

∆Р″= , Па (2.6)

де К_оп – коефіцієнт опору шару пилу, визначається за табл.2.9; С_поч – початкова концентрація частинок пилу в потоці, кг/м³; , с – тривалість процесу фільтрування; h – висота апарата.

Табл.2.7 - Динамічна в'язкість і густина сухого повітря

tг, оС	20	30	40	50	60	70	80
·106, Па·с	18,1	18,6	19,1	19,6	20,1	20,6	21,1
, кг/м3	1,205	1,165	1,128	1,093	1,060	1,029	1,00
tг, оС	90	100	120	140	160	180	200
·106, Па·с	21,5	21,9	22,8	23,7	24,5	25,3	26,0
, кг/м3	0,972	0,946	0,898	0,854	0,815	0,779	0,746

Табл.2.8 – Значення коефіцієнта К_п, що характеризує

опір фільтрувальної перегородки

№ п/п	Тип фільтрувального матеріалу	Коефіцієнт Кп, м-1
1	Сукно	(1100…1300)∙106
2	Нітрон	(1350…2000)∙106
3	Лавсан	(2300…2500)∙106
4	Склотканина	(3000…32500)∙106
5	Хлорин	(13000…15000)∙106

Табл.2.9 – Значення величин К_сп, яка характеризує властивості пилу

ККсп= 2,5∙109	Ксп=6,5∙109	Ксп=20∙109	Ксп=28∙109	Ксп=33∙109
Тирса Дерев′яний пил	Пісок Гіпс Зола	Цемент Глинозем Вапняк Кварц	Пігмент Силікати Барвники Кокс Зола	Сажа Технічний вуглець

Ефективність пиловловлювання, відповідно, дорівнює:

. (2.7)

Кількість вхідного пилу

М_поч = L·С_поч, г/с. (2.8)

Кількість уловленого у фільтрі пилу

∆M = M_поч·η, г/с. (2.9)

Кількість пилу, що викидається у довкілля

M_кін = M_поч – ∆M, г/с. (2.10)