МАШИНОСТРОЕНИЕ

ТКАНЕВЫЕ ФИЛЬТРЫ

Фильтрование пылегазовых систем - процесс разделения при помощи фильтроваль­ных перегородок, пропускающих газ, но задер­живающих твердые частицы. Процесс фильт­рования можно разделить на два периода: на­чальный стационарный и вторичный нестацио­нарный. В начальный период частицы осажда­ются на чистые волокна или нити. Поскольку гидравлическое сопротивление и степень очи­стки не меняются по времени, процесс принято считать стационарным. В этот период гидрав­лическое сопротивление и степень очистки оп­ределяются только структурой ткани, свойст­вами осаждающихся частиц и параметрами га­зового потока.

При прохождении запыленного газового потока через чистую ткань пыль осаждается на волокнах в результате совместного действия сил инерции, касания, броуновской диффузии, гравитационных и электрических сил. Ситовой эффект наблюдается крайне редко и возможен только в том случае, когда размеры осаждаю­щихся частиц больше размеров пор.

В теории фильтрования степень очистки определяется следующей функциональной зависимостью [44]

Л =/(Stk, Я,D, G,Я),

Где Stk, R, D, G, К - число Стокса (инерцион­ное осаждение) и безразмерные параметры осаждения частиц за счет эффектов касания, диффузии, гравитационных и электрических сил.

Инерционное осаждение происходит в тех случаях, когда движущаяся частица не от­клоняется вместе с потоком газа, а, сохраняя свою траекторию, осаждается на волокне тка­ни.

Наиболее существенное влияние на за­хват частиц вследствие касания оказывает от­ношение размера частиц к диаметру волокна ткани и, в значительно меньшей степени, ско­рость потока. Субмикронные частицы под дей­ствием движущихся молекул газа совершают хаотическое движение, достаточно интенсив­ное, чтобы происходило смещение траекторий частиц с линий тока и их осаждение на волок­нах.

Диффузионный эффект наиболее заметно проявляется при осаждении частиц менее 0,3 мкм. Для более крупных большее значение имеют эффекты касания и инерции.

Электрические силы могут оказывать весьма существенное влияние на степень очи­стки. когда волокна ткани имеют электриче­ские заряды. В этом случае нейтральные час­тицы пыли поляризуются электрическим полем и притягиваются к поверхности фильтроваль­ного материала. Экспериментально установле­но, что электростатическое осаждение в ткане­вых фильтрах может иметь существенное зна­чение в процессе улавливания частиц размером до 5 мкм при скорости газа до 0,2 м/с [82].

При фильтровании могут проявляться все рассмотренные механизмы осаждения. Сум­марный коэффициент улавливания частиц - степень очистки - определяется из выражения

Л = 1-(1-Лд)(1-П81к )0"ЛD)x

Рассмотренные закономерности процесса фильтрования применимы лишь для начально­го (стационарного) периода, который в течение короткого промежутка времени перетекает во вторичный нестационарный процесс фильтро­вания. В этот период при осаждении частиц между волокнами материала образуются пыле­вые наросты (мосты), пористость перегородки резко уменьшается. Внутри нее образуется пер­вичный пылевой слой. Считается, что быстрое образование такого слоя наблюдается, если отношение диаметра пор перегородки к диа­метру улавливаемых частиц не превышает 10.

В дальнейшем основная масса частиц бу­дет оседать на поверхности этого слоя и в его порах, образуя таким образом наружный слой. По мере накопления слоя пыли увеличивается эффективность осаждения частиц, но возраста­ет гидравлическое сопротивление фильтро­вального материала и в результате снижается объем пропускаемых газов.

Поэтому промышленные фильтры обору­дуются системой периодической регенерации фильтровальной поверхности. Ее целью явля­ется разрушение наружного и внутреннего пылевых слоев до оптимальных значений эф­фективности осаждения и гидравлического сопротивления, а также транспортирование уловленных частиц или их агрегатов к месту выгрузки из аппарата.

Условно общее гидравлическое сопро­тивление фильтровальной перегородки Арф п

Можно разделить на две части:

(3.2.8)

Где Ар - гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки с оставшимся после регенерации слоем пыли, Па; Ар" - гидравлическое сопротивление слоя пыли, накапливающейся во время цикла фильтрова­ния, Па.

Это выражение может быть представлено в следующем виде [64, 82]:

Іш(і-шп) С2 3

Пя > Л Stk ' Л о - ЛС' л к - коэффициен­ты осаждения частиц за счет соответственно касания, инерционного эффекта, диффузии, действия электрических сил и сил тяжести.

Где К о - коэффициент, учитывающий извили­стость пор фильтровального материала; тп - пористость слоя пыли; w - скорость пылега- зового потока, м/с; 5 о - среднемедианный диаметр частиц пыли; \х - динамическая вяз­кость газа, Па-с; G\ - масса пыли, содержа­щаяся в порах фильтровального материала, отнесенная к единице площади фильтра, кг/м2; Кс = 3,0...4,3 - коэффициент, учитывающий

Скорость роста гидравлического сопротивления после регенерации (в зависимости от метода регенерации и свойства аэрозолей); Кк - ха­рактеристика кривизны поверхности фильтро­вального слоя пыли в порах фильтровального материала, равная отношению площади этой поверхности к площади ее проекции на плос­кость; ZBX - массовая концентрация пыли,

Кг/м'; рн - насыпная плотность слоя пыли, кг/м^; рт - истинная плотность частиц пыли, кг/м^; т - продолжительность фильтрования, с; i|/ - отношение скорости течения газа в

Порах фильтровальной перегородки и перед ней.

Наибольшее влияние на величину Д/?ф п

Оказывает скорость фильтрования w. дисперс­ный состав пыли и пористость пылевого слоя тп.

Для изготовления фильтровальных рука­вов используются материалы из различных волокон. Допустимая температура очищаемых газов ограничена термостойкостью фильтро­вального материала. При очистке влажных газов нижний предел этой температуры должен быть по крайней мере на 10 °С выше точки росы (температуры конденсации водяных па­ров из газа), в противном случае на рукавах могут появляться неудаляемые образования пыли. При наличии в очищаемых газах хими­ческих соединений S02, НС1, HF и других не­обходимо учитывать кислотную точку росы, которая может иметь более высокую темпера­туру.

Развитие техники фильтрования направ­лено в основном на создание способов регене­рации для фильтровальных материалов, позво­ляющих работать при повышенной скорости с сохранением эффективности пылеулавливания, и на разработку новых видов фильтровальных материалов, позволяющих снизить гидравличе­ское сопротивление, повысить производитель­ность аппаратов по газу и увеличить срок службы фильтровальных элементов.

В России разработаны и серийно выпус­каются несколько модификаций тканевых фильтров общепромышленного назначения [29], что позволило расширить области приме­нения этих аппаратов в теплоэнергетике, про­мышленности строительных материалов, в химии и нефтехимии, производстве синтетиче­ских моющих средств, в пищевой промышлен­ности и др.

Классификация тканевых фильтров целесообразна по способу регенерации фильт­ровальной поверхности:

С механическим воздействием на рукава и обратной продувкой;

С обратной продувкой очищенным газом или атмосферным воздухом; со струйной продувкой; с импульсной регенерацией фильтро­вальной поверхности сжатым воздухом.

Фильтры с механическим воздействием на рукава и обратной продувкой. Под механи­ческим воздействием на фильтровальные эле­менты подразумевают их встряхивание, кача­ние, кручение и вибровстряхивание. К фильт­рам с встряхиванием рукавов и обратной про­дувкой атмосферным воздухом относятся фильтры типа ФВ, ФВК. Г4-БФМ, РФГ, УРФМ, СМЦ(РВ) с рукавами диаметром 100...220 мм. длиной не более 5 м. Верхняя часть рукавов подвешивается к общей раме, которая соединяется с кулачково-рычажным механизмом.

Такие фильтры оснащают ткаными фильтровальными материалами, работающими с низкими скоростями фильтрации.

Основными их недостатками являются громоздкость и частый выход из строя меха­низма регенерации. В настоящее время такие фильтры отечественной промышленностью не выпускаются.

Фильтры с качанием рукавов типа ФРМ эксплуатируются в основном на асбестообога - тительных фабриках. Фильтры с вибровстря­хиванием рукавов небольшой производитель­ности выпускаются как отечественной про­мышленностью, так и за рубежом.

Недостатком механических систем реге­нерации является наличие движущихся частей, что снижает их надежность и усложняет экс­плуатацию.

Фильтры с обратной продувкой очищен­ным газом или атмосферным воздухом. Как правило, фильтры этого типа, состоящие из нескольких секций, применяются для очистки большого объема газов. В процессе обратной продувки регенерируемая секция фильтра от­ключается от очищаемого газа и продувается в обратном направлении воздухом или очищен­ным газом в количестве, обычно на 20 % пре­вышающем объем очищаемого секцией газа. Обратная продувка осуществляется с помощью дополнительного вентилятора или за счет раз­режения, создаваемого основным вентилято­ром.

В нашей стране выпускаются фильтры с обратной посекционной продувкой типов ФРО, ФР, СМЦ (РС, РП). Диаметр их рукавов дости­гает 300 мм, а длина 10 м. Скорость фильтра­ции в таких фильтрах составляет обычно 0,4... 0,6 м/мин. Рукава изготовляют из тканых фильтровальных материалов (стеклоткани, лавсана, нитрона).

Во избежание складывания рукавов в процессе обратной продувки используют вши­тые металлические кольца жесткости.

К фильтрам этого типа можно отнести фильтр ФРОС-500, в котором рукава из тканой металлической сетки посекционно продувают­ся сжатым воздухом давлением 0,15...0,2 МПа.

Фильтры со струйной продувкой. В фильтрах этого типа применяют индивидуаль­ное устройство регенерации каждого рукава путем продувки его струей сжатого воздуха, выходящего из щели кольца, прилегающего к наружной поверхности рукава. Кольца рукавов одной секции фильтра собраны в каретке, ко­торая может двигаться снизу вверх рукавов и обратно. Выходящий из кольцевой щели ши­риной 1,5 мм сжатый воздух осуществляет глубокую регенерацию фильтровального рука­ва. Поэтому в этих фильтрах могут применять­ся более плотные материалы (плотностью до 800 г/м2), а скорость фильтрации достигать 3...5 м/мин.

Фильтры типа РФСП имеют площадь по­верхности фильтрования 370 и 1580 м2. Им присущи недостатки, свойственные фильтрам, имеющим механические и движущиеся уст­ройства регенерации.

Фильтры с импульсной регенерацией фильтровальной поверхности сжатым возду­хом. Фильтры этого типа наиболее широко распространены в мировой практике пыле­улавливания. К их преимуществам можно от­нести: высокую степень улавливания, включая тонкодисперсные пыли; возможность установ­ки на ограниченных производственных площа­дях; отсутствие движущихся механизмов (ис­ключая пылевыгрузные устройства), а следова­тельно, более высокую надежность; простое обслуживание при эксплуатации, так как наи­более ответственные узлы находятся вне фильтра; использование современных методов управления режимами эксплуатации.

Система регенерации рукавов включает клапанную секцию 5 с мембранными клапана­ми, которые соединены с пневмораспределите - лями б (рис. 3.2.11). От клапанной секции внутрь корпуса фильтра проходит раздающая труба с отверстиями, расположенными по оси рукавов. Регенерация осуществляется кратко­временным импульсом сжатого воздуха (дав­лением 0,12...0,7 МПа), подаваемого внутрь рукава. В результате комплексного воздейст­вия ударной волны, деформации фильтроваль­ного материала и обратной продувки осажден­ная пыль удаляется с наружной поверхности рукавов.

Рукава для таких фильтров диаметром 120..Л50 мм и длиной до 5...6 м и изготовля­ют из иглопробивных материалов (фетров). На них образуется более пористый пылевой слой, имеющий меньшее сопротивление, что позво­ляет увеличить скорость фильтрации по срав­нению со скоростью фильтров с обратной про­дувкой.

Отечественной промышленностью вы­пускается несколько типов фильтров с им­пульсной регенерацией рукавов:

Типа ФРИ с площадью поверхности фильтрования 30...2400 м2;

Типа ФРКН площадью фильтрования 5... 360 м2 (могут быть выполнены во взрывоза- щищенном исполнении);

РЦИЭ с площадью фильтрования 1,7...

72 м2.

Фильтрующие элементы. Наиболее распространенной формой фильтрующих эле­ментов рукавов является цилиндрическая. На­шли применение элементы и другой формы - карманные плоские, овальные, клиновые, сото­вые и т. д., к которым название «рукава» при­менимо условно. Фильтрующие элементы сшивают из полотен ткани, но если форма их цилиндрическая, то рукава иногда выполняют цельноткаными.

Все многообразие фильтрующих элемен­тов рукавных фильтров можно разделить на две группы: бескаркасные, в основном цилинд­рические, и жесткокаркасные, состоящие из жесткого каркаса, обтянутого фильтровальным материалом.

Диаметр рукавов может быть различным, но, как правило, он не превышает 300 мм. Раз­меры рукавов обусловлены конструкционными особенностями и экономически: чем больше высота рукава, тем обычно больше его диа­метр; это делается для того, чтобы снизить износ ткани на входе в рукав. Максимальное отношение длины рукава к диаметру достигает 40:1: наиболее распространено отношение (16...20): 1. Чаще всего диаметр рукавов в фильтрах с импульсной регенерацией состав­ляет 120, 135 мм, а длина до 7 м, а в фильтрах с обратной продувкой - 127, 200 и 300 мм при длине 5... 12 м.

Запыленные газы могут вводиться в рука­ва снизу или сверху. При вводе снизу ограни­чивается возможная длина рукавов, так как трудно обеспечить выпадение пыли в течение короткого периода встряхивания; кроме того, за счет фракционного отвеивания в верхней части рукавов накапливается слой очень тон­кой пыли, который плохо регенерируется. При вводе сверху направление потока газов способ­ствует выпадению пыли в бункер и возможно применение более длинных рукавов, однако в этом случае возникает опасность существенно­го повышения температуры в верхней части корпуса фильтра, а \сгройства для натяжения рукавов оказываются более сложными.

В тканевых фильтрах применяют фильт­рующие материалы двух типов: обычные тка­ни, изготовляемые на ткацких станках (в фильтрах с обратной продувкой), и войлок (фетр), получаемый путем свойлачивания или механического перепутывания волокон игло­пробивным способом (в фильтрах с импульс­ной продувкой).

Фильтровальные тканые материалы - оп­ределенный вид переплетения нитей (пряжи), скрученных из коротких (штапельных) или филаментных (непрерывных) волокон диамет­ром 6...40 мкм. Более толстые (тяжелые) ткани из естественных или синтетических волокон часто подвергаются начесыванию, а шерстя­ные - еще и валке. В результате на поверхно­сти ткани образуется ворс или застил из пере­путанных между собой в различных направле­ниях отдельных волокон. Более тонкие (легкие) ткани из стеклянных и синтетических волокон ворсованию не подвергают, по степень крутки нитей и плотность их расположения значи­тельно выше, чем в толстых тканях.

В типичных фильтровальных тканях раз­мер сквозных пор между нитями утка и основы диаметром 300...700 мкм составляет 100... 200 мкм. Волокна ворса частично перекрывают отверстия между нитями [70].

В табл. 3.2.4 приведены данные об эф­фективности очистки газов тканевыми фильт­рами в различные периоды их работы (эффек­тивность определялась по частицам кварцевой пыли размером 0,3 мкм) [70].

Эффективность очистки тонкой тканью после регенерации резко уменьшается по срав­нению с запыленной, в то время как различия в эффективности очистки при применении более толстых объемных тканей значительно мень­ше.

Способность большинства частиц разме­ром менее 5 мкм коагулировать с образованием прочных рыхлых агрегатов в потоке газа, в объеме ткани и на ее поверхности дает воз­можность использовать в качестве эффектив­ной фильтрующей среды даже редкие ткани.

3.2.4. Эффективность улавливания тканью частиц размером 0,3 мкм

Особенно при низких скоростях фильтрации. При регенерации часть пылевого осадка удаля­ется, но внутри ткани между нитями и волок­нами остается значительное количество пыли, сохраняющее высокую эффективность очистки газов, поэтому при регенерации запыленных тканей нельзя допускать их «переочистки».

В фильтрах, оснащенных рукавами из тканых материалов, целесообразно использо­вать небольшие нагрузки по газу - не более 0,02 м3/(м2 с). При большей скорости происхо­дит чрезмерное уплотнение пылевого слоя, сопровождающееся резким увеличением его аэродинамического сопротивления. При повы­шенных нагрузках по газу наблюдается нару­шение первоначально сформированного пыле­вого слоя, сопровождающееся вторичным уно­сом пыли. При этом остаточная концентрация частиц в очищенных газах сразу после регене­рации резко возрастает. Кроме того, при высо­кой скорости фильтрации требуется слишком часто проводить регенерацию, ускоряющую износ ткани и механизмов.

Рассмотренные недостатки тканей в зна­чительной мере устраняются при использова­нии в качестве фильтрующего материала плот­ных фетров. Эффективность улавливания час­тиц в этом случае не будет определяться нали­чием ранее сформированного слоя пыли. Рав­номерное распределение волокон по поверхно­сти и толщине фетра и отсутствие сквозных отверстий обеспечивают равноценное участие волокон в процессе осаждения частиц.

При регенерации фетров внутри них все­гда остается часть пыли, обеспечивающая очень высокую эффективность улавливания субмикронных частиц. Это принципиальное отличие войлочных фильтрующих материалов от тканевых дает возможность в 3 - 5 раз уве­личить нагрузку по газу.

К фильтровальным материалам, исполь­зуемым в рукавных фильтрах, предъявляются следующие требования:

Высокой пылеемкости в процессе фильт­рации и способности удерживать после регене­рации такое количество пыли, которое доста­точно для обеспечения высокой эффективности очистки газов от тонкодисперсных частиц;

Сохранения оптимально высокой возду­хопроницаемости в равновесно запыленном состоянии;

Высокой механической прочности и стой­кости к истиранию при многократных изгибах, стабильности размеров и свойств при повы­шенной температуре и агрессивном воздейст­вии химических соединений;

Минимального влагопоглощения и спо­собности к легкому удалению накопленной пыли;

Низкой стоимости.

В настоящее время промышленные тка­невые фильтры оснащают только материалами, изготовленными из синтетических волокон. По структуре они подразделяются на тканые и нетканые (иглопробивные). Оба типа материа­лов обладают свойствами, которые присущи исходному сырью.

Стеклянное волокно отличается высокой термостойкостью, химической стойкостью, выдерживает значительные разрывные нагруз­ки. Основным сырьем для получения стеклян­ных волокон является алюмоборосиликатное бесщелочное стекло. Ткани из этого стекла применяют для очистки газов, имеющих в сво­ем составе щелочи. Алюмомагнезиальные стеклоткани используют для фильтрации кис­лых сред.

Недостатком всех стеклянных волокон является их низкая стойкость к изгибам и ис­тиранию. Фильтровальные ткани из стеклян­ных волокон применяют для очистки газов с температурой менее 280 °С.

Лавсановое волокно эластично, устойчиво к истиранию и изгибу. В кислых средах стой­кость лавсановых волокон относительно высо­кая, в щелочных средах прочность лавсана значительно снижается. Лавсановые волокна устойчивы к воздействию микроорганизмов (прлотна из них не плесневеют), света, но очень чувствительны к резким колебаниям влажности. Лавсановые фильтровальные ткани и иглопробивные полотна при длительной экс­плуатации выдерживают температуру до 130 °С.

Нитроновое волокно - продукт полиме­ризации акрилонитрила. Стойкость нитрона к кислым средам высокая, он удовлетворительно выдерживает воздействие щелочных сред. Нитрон не чувствителен к резким колебаниям влажности. Термостойкость фильтровальных тканей нитрона 120... 130 °С.

Оксалоновые волокна изготовляют на ба­зе полиоксидиазола. Они имеют высокую тер­мостойкость. Ткани из оксалоновых волокон способны длительно работать при температуре 180...200 °С, устойчивы в кислых средах, очень чувствительны к колебаниям влажности.

Тефлоновые волокна получают из исход­ного сырья - политетрафторэтилена. Они от­личаются высокой химической стойкостью, превосходящей все известные иглопробивные полотна, устойчивы к изгибу и трению. Фтор - лоновые материалы могут выдерживать темпе­ратуру до 260 °С.

Кроме перечисленных материалов иногда применяют ткани из капроновых, полипропи­леновых и поливинилхлоридных волокон. Все они обладают высокой химической стойкостью в специфических средах и низкой влагоемко - стью. но не выдерживают более высокой тем­пературы, чем ткани на основе лавсана и нит­рона.

При очистке сухих газов от пыли с высо­ким электрическим сопротивлением фильтро­вальные ткани из синтетических и стеклянных волокон заряжаются иногда до 60 кВ, что соз­дает опасность возникновения в фильтре пожа­ра или взрыва при электрическом пробое воз­душного промежутка между рукавами. Для предотвращения электризации в фильтроваль­ные полотна добавляют 3...5 % тонких метал­лических волокон или пропитывают их анти­статическими и электропроводящими состава­ми [70].

Для предотвращения образования на тка­нях трудноудаляемых отложений, особенно при улавливании гигроскопических пылей (на содовых и цементных заводах, при обжиге извести и других операциях), тканям придают водоотталкивающие свойства. Для этого их обрабатывают метил - или фенилсиликонами. Гидрофобные покрытия длительное время со­храняют свои свойства при температуре до 200 °С.

Основные свойства волокон для изготов­ления фильтровальных материалов представ­лены в табл. 3.2.5.

Конструктивные особенности тканевых фильтров, их детальная техническая характе­ристика, условные обозначения, адреса пред­приятий-изготовителей и комплект поставки приведены в [29].

Методы расчета основных технологи­ческих характеристик, конструктивных размеров и энергетических затрат при вы­боре тканевых фильтров. Главными факто­рами при оценке тканевых фильтров являются стоимость аппарата и применяемого фильтро­вального материала, его долговечность, энерге­тические затраты, определяемые гидравличе­ским сопротивлением и расходами на регене­рацию, степень очистки.

Стоимость фильтровального аппарата, используемого при очистке газов, определяется его типом и площадью фильтрующей поверх­ности.

Площадь фильтровальной поверхности рассчитывают на основании заданного расхода газа, физико-механических свойств пыли, тре­буемой степени очистки, эксплуатационной надежности и имеющейся на предприятии площади для размещения аппарата. Для аппа­рата или группы аппаратов площадь фильтро­вальной поверхности, м", определяют из выра­жения [44]

Где Уоч - расход газа на очистку. м3/с; V0 п - расход газа или воздуха на обратную продувку, м7с; q - удельная газовая нагрузка, м3/(м2-с); Fp - площадь фильтра, выключаемая на реге­нерацию;

Fp =nFcxpK, где п - число секций; Fc - поверхность фильтрования секции, м2; тр - время отклю­чения секции на регенерацию, с; к - число ре­генераций в течение 1 с.

Удельная нагрузка на фильтровальную ткань зависит от вида фильтровального мате­риала, природы и дисперсности улавливаемой пыли, способа регенерации фильтровальных элементов и требований, предъявляемых к ка­честву очистки.

Для фильтров с обратной продувкой, ос­нащенных рукавами из синтетических волокон, удельные нагрузки по отношению к стеклотка­ни могут быть увеличены в 1,4 - 1,5 раза, а при улавливании грубых легко сыпучих пылей могут составлять (15... 17)10"3 м7(м2с). Для фильтров с рукавами из синтетических волокон и обратной продувкой и встряхиванием удель­ная нагрузка может увеличиваться при улавли­вании грубых легко сыпучих пылей до (18... 20)-10"3 м3/(м2 с). Однако в этом случае долго­вечность фильтровальных элементов заметно снижается.

Окончательный подбор площади фильт­рующей поверхности конкретного аппарата производится с округлением результатов вы­числений в большую сторону.

Гидравлическое сопротивление тканевых фильтров складывается из сопротивления кор­пуса аппарата Дрк и фильтровальной перего­родки Д/?ф п :

Д/?ф=Д/?к+ДАМ; (3.2.10)

Д/?к=0,5СкРги>в2х, (3.2.11)

Где - коэффициент местного гидравличе­ского сопротивления [26]; рг - плотность газа, кг/м3; wBX - скорость пылегазового по­тока во входном сечении аппарата, м/с.

Для хорошо сконструированных ткане­вых фильтров обычно 1,5...2,0. Для

Фильтров с обратной продувкой, снабженных тарельчатыми клапанами на входе и выходе газа из каждой секции, коэффициенты гидрав­лического сопротивления имеют более высокие значения.

Высокотемпературных газов, рекомендуются следующие удельные газовые нагрузки q-W\ м3/(м2 с).

5. .6 7...8 8...9 9...10

Используя формулу (3.2.8) для определе­ния Д/?ф п и (3.2.11) для расчета Арк, по

Формуле (3.2.10) находят Д/?ф.

Переменную величину Д/?ф п рекомен­дуется принимать для высокодисперсных пы­лей со средним медианным диаметром частиц d< 10 мкм в пределах 5...8 гПа, для более крупных и волокнистых 2.5...4 гПа. Общее гидравлическое сопротивление рукавных фильтров Д/?ф при улавливании высокодис­персных пылей не должно превышать 20... 30 гПа. при улавливании волокнистой пыли и пуха 8... 12 гПа. Слишком высокое гидравличе­ское сопротивление вызывает неоправданные энергетические затраты.

Степень очистки в фильтрах с гибкой пе­регородкой зависит от свойств \лавливаемой пыли, фильтровального материала, вязкости газовой среды, толщине пылевого слоя. В нор­мально работающих рукавных фильтрах кон­центрация пыли на выходе из аппарата обычно не превышает 50 мг/м7 При использовании высокоэффективных фильтровальных мате­риалов и при низких скоростях фильтрации концентрация на выходе может быть снижена до 10 мг/м3.

Мощность электродвигателя для привода вентилятора (дымососа), кВт.

Rj " • yj.^.l^J

10 ЛдПм

Іде Q - производительность вентилятора (ды­мососа), м7с; ру - полное давление, разви­ваемое дымососом. Па; Кэ - коэффициент для электродвигателей принимается мощностью до 1 кВт Кэ = 2; до 2 кВт К3= 1,5; до 5 кВт

АГЭ = 1,25; свыше 5 кВт Кэ = 1,1... 1,5; Г|д -

КПД двигателя; Г|м - механический КПД.

Мощность электродвигателя компрессо­ра, кВт, необходимая для регенерации фильт­ров с импульсной продувкой,

Бв^э

(3.2.13)

1>02т1кПа

Где Г|к - КПД компрессора; QB - расход воз­духа на регенерацию.

Формула (3.2.13) не учитывает затрат мощности на преодоление гидравлического сопротивления коммуникаций и арматуры по тракту движения пылегазового потока.

Значения работы А^. затрачиваемой на сжатие 1 м3 воздуха, в зависимости от конеч­ного давления рк, приведены ниже [64].

Рк, МПа.................................. 0,12 0,2

Аэ, кН м............................. 41,7 73

Используя значения Л^д из (3.2.12) и

NK из (3.2.13), общую мощность определяют по формуле

(3.2.14)

Экономические аспекты расчета решаю­щим образом влияют на выбор тканевых фильтров. Основными показателями для опре­деления сравнительной экономической эффек­тивности являются: удельные капитальные вложения, себестоимость очистки газа, коэф­фициент сравнительной экономической эффек­тивности определяемый по сроку окупаемо­сти оборудования в данной отрасли (обычно порядка 0,12...0,18).

В качестве обобщающего критерия эко­номической эффективности используют пока­затель приведенных затрат, который рассчиты­вают как сумму эксплуатационных (себестои­мость очистки) Сэ и капитальных затрат К, приведенных к годовой размерности

(СЭ+£К).

Правильная оценка экономического эф­фекта базируются на приведении всех рассмат­риваемых вариантов в сопоставимые условия; на применении ко всем вариантам одинаковых методов расчета экономических показателей с равной степенью детализации и точности и на использовании для расчетов единых цен, рас­ценок, тарифов.

При подсчете капитальных затрат учиты­вают также стоимость монтажных работ и пре­дусматривают запас на непредвиденные расхо­ды (обычно не более 10... 15 %).

Опыт экономических обработок различ­ных схем пылеулавливания показывает, что применение тканевых фильтров при расходах газа более 280 м7с связано с увеличением энергозатрат.