2.4. Способи регенерації рукавних фільтрів
Регенерація фільтрувальних рукавів означає періодичне або безперервне руйнування і часткове видалення пилового осаду, що накопичується під час фільтрування.
Відділення частинок пилу може здійснюватися за рахунок аеродинамічної дії газового потоку, що протікав через тканину рукава з боку очищеного газу, або за рахунок механічних дій, що викликають зрушення шарів пилу під впливом прискорень, що виникають в процесах струшування, обертання і деформації рукавів, вібрації і т.д.
На рис.4 приведені схеми здійснення різних способів регенерації рукавних фільтрів. Найбільшого поширення в промислових умовах набули фільтри з регенерацією шляхом зворотнього посекційного, імпульсного і струменевого продування.
Зворотнє посекційне продування (рис.4,а) проводиться повітрям або очищеним газом з середньою швидкістю руху продувочного потоку через тканину рукава 0,6...1,5 м/хв. Для поліпшення умов відділення пилу перед початком зворотного продування процес фільтрації припиняється, тиск, що притискує шар пилу до фільтрувального матеріалу, падає до нуля.
В процесі зворотного продування завжди виникають деформації, що викликають зрушення пилового шару і сприяючі його відділенню, тому для регенерації звичайно потрібні невисокі перепади тиску (до 5 кПа).
Мал. 4. Схеми різних способів регенерації рукавних фільтрів:
а - зворотнє продування; б - імпульсне продування; в - струменеве продування; г - похитування і зворотнє продування; д - кручення;
1 - пристрій для подачі імпульсів стислого повітря; 2 - рухоме щілисте сопло; 3 - механізм струшування; 4 - механізм реверсивного обертання.
При зворотному продуванні в результаті деформації спостерігається колапс ("сплющування рукавів"), на рукаві з'являються щільні складки, зменшується діаметр. Цей процес, не повинен супроводжуватися значним зменшенням діаметру і появою дуже крупних складок, що утрудняють надходження продувочного газу і відділяння пилового шару. Для зменшення деформацій під час зворотного продування рукава забезпечують розпірними кільцями.
Тривалість зворотного продування визначається висотою рукавів і часом осадження агломератів пилу. Для фільтрів з висотою рукавів 8...10 м вона повинна складати 20...25, а при меншій висоті рукавів може знижуватися до 10...15 с.
Аеродинамічне струшування (імпульсне продування) здійснюється шляхом подачі імпульсу стислого повітря всередину кожного фільтруючого елементу (рис,б,а) через ежектор у вигляді трубки Вентурі (рис.5,б) .Такий вид регенерації все ширше використовується останнім часом в каркасних рукавних фільтрах з імпульсною регенерацією в технологічних процесах з малою і великою продуктивністю по газах при звичайних і високих температурах.
Надмірний тиск стислого повітря при регенерації складає 0,3...0,6 МПа. Тривалість подачі імпульсу стислого повітря в рукаві заввишки 2...3 м звичайно складає 0,1...0,2 с; для рукавів заввишки 6...8 м якнайповніша регенерація досягається при тривалості імпульсу 0,4…0,5 с. Частота імпульсів залежить від характеру зміни опору фільтру і звичайно складає 5...10 імпульсів за хвилину на кожен рукав. Імпульсне продування здійснюється струменем стислого повітря, який, виходячи з сопла, захоплює за собою очищений газ і створює усередині рукава підвищений тиск. Під дією перепаду тиску рукави, надіті на дротяні каркаси, роздуваються деформуючи пиловий шар, який відділяється від тканини рукава у вигляді агломератів. Висока ефективність відділяння пилу від рукавів обумовлена деформацією, високими прискореннями і вібрацією тканини в процесі імпульсної регенерації.
Фільтри з імпульсним продуванням не мають рухомих частин, і фільтрація відбувається без відключення секцій при постійних значеннях опору і витрати газів, що очищаються; управління електромагнітними клапанами стислого повітря автоматизоване. Витрата продувочного повітря залежить від концентрації, пилу, її дисперсності, швидкості фільтрування і складає 0,1…0,2 % від кількості газів, що очищаються.
Мал. 5. Імпульсна регенерація рукавних фільтрів:
а - каркасний рукавний фільтр з імпульсною регенерацією;
б - ежектор для продування рукава; 1 - соленоїдний клапан; 2 - труба для введення стислого повітря; 3 - сопло; 4 - струмінь стислого повітря; 5 - прилад автоматичного управління регенерацією; 6 - фільтруючий рукав; 7 - опорний каркас рукава; 8 - бункер; 9 - трубна решітка; 10 - насадок Вентурі.
Особливістю методу регенерації шляхом струменевого продування (див. рис.4,в) є локальна дія струменя продувочного повітря, тоді як на більшій частині рукава протікає процес фільтрації. Подача продувочного повітря здійснюється через рухоме порожнисте кільце, що щільно охоплює рукав. Повітря подається в кільце від високонапірного вентилятора або газодувки через гнучкі шланги. Руйнування шару пилу є результатом одночасної деформації рукава рухомим кільцем і видування частинок струменем, витікаючим через кільцеподібну щілину із швидкістю 10...60 м/с. Кількість продувочного повітря, що витрачається на струменеве продування, значно перевищує його витрату при імпульсному продуванні і звичайно складає 1...6 % об'єму газу, що очищається, проте тиск на порядок нижче.
Значною перевагою фільтрів з імпульсним і струменевим продуванням є те, що унаслідок інтенсивної регенерації в них можна використовувати щільну повсть, що обважнюють, фетр або тканини, що забезпечують високу ефективність уловлювання. Це дозволяє збільшувати, швидкість фільтрування при імпульсному продуванні до 1,2...2,0 м/хв, а при струменевому продуванні - до 3...6 м/хв.
Регенерація фільтрувальних рукавів шляхом механічного струшування (див. рис.4,г) заснована на відділенні шару пилу під дією виникаючих прискорень і деформації тканини. Останніми роками розвивається метод регенерації шляхом реверсивного
кручення верхніх кінців рукавів (див. рис.4,д). Для підвищення ефективності регенерації механічне струшування поєднують із зворотним продуванням. Щоб уникнути вторинного віднесення пилу і надмірного зносу рукавів і механізмів регенерації тканинні фільтри з механічним струшуванням і зворотним продуванням працюють при порівняно невеликій швидкості фільтрації (в межах 0,5...1,2 м/хв).