ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ

Из других тканевых пылеуловителей в насто­ящее время применяют фильтры рукавные всасы­вающие ФВК-30, ФВК-60, ФВК-90, ФВ-30, ФВ-45, ФВ-60, ФВ-90; фильтры рукавные ФР-10, ФРМІ-6, ФРМІ-8, ФРМІ-10 и т. д.

В электропылеуловителях содержащиеся в воздухе частицы пыли приобретают заряд и осаждаются на осадительных электродах. Эти про­цессы происходят в электрическом поле, образованном двумя электро­дами с разноименными зарядами. Один из электродов является одно­временно и осадителем. Схема такого пластинчатого электропылеуло­вителя показана на рис. XIII.16, а.

Приобретение частицами пыли электрического заряда в электропы­леуловителе вызвано как их бомбардировкой ионами под действием электрического поля — частицы пыли размером более 1 мкм, так и тем, что с ними приходят в соприкосновение ионы (тепловое — броуновское движение молекул) — частицы пыли размером менее 1 мкм.

Предельный заряд частиц размером более 1 мкм пропорционален напряженности электрического поля и квадрату радиуса частицы:

<7пред = пе = 0,19-10~9 г2Е3, (XIII.24)

Где <7пред — предельный заряд, при котором прекращается процесс ионизации ча­стицы, Кл; п — число элементарных зарядов; е — величина элементарного заряда, рав­ная 1,6-Ю-19 Кл; г — радиус частицы, м; £3—напряженность электрического по­ля, В/м.

Формула (ХШ.24) справедлива для значения диэлектрической про­ницаемости вещества частиц пыли є=2,5.

Предельный заряд частиц размером менее 1 мкм может быть найден по формуле

9пред = пе = 2-1о8ге • (XIII. 25)

Сила, действующая на заряженную частицу и заставляющая ее дви­гаться в направлении осадительного электрода, равна:

Для частиц размером более 1 мкм (для значения є=2,5)

Р = 9пред Е х — пеЕх~ 0,19-10~9 г%Еъ Ех; (XIII. 26)

Для частиц размером менее 1 мкм

Р = qnред Ех = 2-108 re Ext (XIII.27)

Где Ех — напряженность поля (осаждения), В/м. По закону Стокса сила сопротивления газа (среды)

P = 6nriw4t (XIII. 28)

Где Оч — скорость движения заряженных частиц к осадительному электроду в на­правлении, перпендикулярном потоку запыленного воздуха, м/с.

Приравняв уравнения (XIII.27) и (XIII.28), найдем:

2-Ю8 геЕх v --------------------- .

Блгц

Для частиц размером более 1 мкм

0,19.10-® г2Е3 Ех v ------------------------------------------------- .

Бягц

При Е3—Ех—Е в случае є=2,5 скорость движения заряженных ча­стиц пыли размером более 1 мкм в электрическом поле

1Q—11 £2

Рч =------------------------------------------------------------------------------------ . (XIII. 30)

Скорость движения заряженных частиц пыли размером менее 1 мкм

0,17.10-11£

Уч=_г------------------------------------------------------------- e (XIII.31)

Її

Из формул (XIII.30) и (XIII.31) следует, что скорость движения к осадительному электроду частиц размером более 1 мкм прямо пропор­циональна их размеру и квадрату напряженности поля, а частиц разме­ром менее 1 мкм не зависит от их размера и определяется только напря­женностью поля.

На рис. XIII.16, б показана конструкция вертикального четырех - секционного электропылеуловителя ДВП.

Каждая секция электропылеуловителя имеет электрическое поле ьысотой 8,5 м с поперечным сечением 2,8X4,3 м. Скорость вертикально­го перемещения запыленного воздуха составляет 1,75—2 м/с. Пропуск­ная способность одной секции 75000—100000 м3/ч очищаемого воздуха.

Осадительные электроды, выполненные в виде металлических пла­стин U опираются на балки корпуса. Система коронирующих электро­дов представляет собой раму из труб с натянутыми между ними гори­зонтальными проводами 2 из проволоки сечением 4X4 мм. Тяги, на ко­торых подвешены рамы коронирующих электродов, проходят через изо­ляторы 3.

Для удаления пыли с осадительных и коронирующих электродов предусмотрены механизмы встряхивания. При встряхивании электродов пыль осыпается по пылевым желобам в сборные бункера 4, откуда и удаляется.

Расход электроэнергии данным пылеуловителем 0,2 кВт на 1000 м3/ч очищаемого воздуха. Сопротивление 98 Па (10 кгс/м2). При комбина­ции пылеуловителя ДВП с батарейными циклонами эффективность его достигает 98%.

§ 70. КЛАССИФИКАЦИЯ ВОЗДУШНЫХ ФИЛЬТРОВ

Воздушные фильтры могут быть разделены на три класса, из кото­рых фильтры I класса задерживают пылевые частицы всех размеров (при низшем пределе эффективности очистки атмосферного воздуха 99%), фильтры II класса — частицы размером более 1 мкм (при эффек­тивности 85%), а фильтры III класса — частицы размером от 10 до 50 мкм (при эффективности 60%).

Фильтры I класса (волокнистые) задерживают пылевые частицы всех размеров в результате диффузии и соприкасания, а также крупные частицы в результате их зацепления волокнами, заполняющими фильтр.

В фильтрах II класса (волокнистых с более толстыми волокнами) частицы мельче 1 мкм задерживаются неполностью. Более крупные ча­стицы эффективно задерживаются в результате механического зацеп­ления и инерции. Задержание частиц крупнее 4—5 мкм в сухих фильт­рах этого класса малоэффективно.

В фильтрах III класса, заполненных более толстыми волокнами, проволокой, перфорированными и зигзагообразными листами и т. п., в основном действует инерционный эффект. Для уменьшения пор и кана­лов в заполнении фильтров последние смачиваются.

Эффективность и сопротивление фильтров внутри каждого из клас­сов неодинаковы.

Характеристика различных видов воздушных фильтров приведена в табл. XIII.5.

Рулонный волокнистый фильтр ФРУ (рис. ХШ.17) выполнен в ви­де коробчатого каркаса I, через сечение которого протекает очищаемый воздух. Каркас в верхней и нижней частях имеет катушки-барабаны 2. На верхнюю катушку наматывается в виде рулона фильтрующий мате­риал, полотнище которого пропускается через живое сечение фильтра и закрепляется на нижней катушке. Воздух, проходя через полотнище, оставляет в нем пыль.

Рулонные фильтры ФРУ снаряжаются фильтрующим материалом ФОБУ из упругого стекловолокна в виде матов длиной 15—25 м.

На одной из боковых стенок каркаса фильтра установлен механиче­ский привод 3 с электродвигателем (Аґ=0,27 кВт), обеспечивающий ра­боту механизмов фильтра.

Сопротивление фильтра возрастает с накоплением в фильтрующем материале пыли. При достижении расчетной величины сопротивления
материал перематывается с верхней катушки на нижнюю, в результате чего в воздушный поток вводится чистый материал и сопротивление фильтра падает. Предусмотрена ручная и автоматизированная перемот­ка фильтра

Для обслуживания верхней катушки должна быть устроена рабо­чая площадка с лестницей. Рулонные фильтры устанавливают в при­точных системах вентиляции и в системах кондиционирования воздуха при запыленности атмосферного воздуха до 1 мг/м3.

W

Фильтры ФРУ выпускаются пропускной способностью от 20000 до 120000 м3/ч с начальным сопротивлением 39—49 Па (4—5 кгс/м2) при удельной воздушной наїрузке 10000 м3/ч на 1 м2. Удельная пылеемкость при увеличении сопротивления с 39 до 137 Па (с 4 до 14 кгс/м2) может доходить до 300 г/м2. Фильтры ФРУ могут устанавливаться секциями шириной 800, 1050 и 1600 мм в зависимости от ширины кондиционера или камеры

Фильтры ФРУ можно использовать как сухими, так и смоченными.

Кроме фильтров ФРУ, имеются рулонные волокнистые фильтры ФРП, в которых в качестве фильтрующего материала принят нетканый фильтрующий материал ФВН.

Ячейковый губчатый фиаьтр ФяП представляет собой плоскую (ко­робчатую) ячейку (рис. XIII.18) высотой 85 мм, заполненную слоем модифицированного пенополиуретана толщиной 20—25 мм. Пенополиу­ретан обработан раствором щелочи для. повышения его воздухопрони­цаемости.

Регенерацию фильтра осуществляют промывкой ячеек в холодной воде при сухой пыли или в теплой воде при липкой пыли. Пропускная

Рис. XIII. 18. Ячейка фильтров ФяП и ФяР

Способность фильтра при удельной воздушной нагрузке 7000 м3/ч на 1 м2 составляет 1540 м3/ч. Начальное сопротив­ление фильтра 59 Па (6 кгс/ /м2). Удельная пылеемкость при увеличении сопротивления с 59 до 118 Гїа (с 6 до 12 кгс/м2) составляет 200 г/м2. Эффективность очистки 80%,

Путем установки ячеек фильтров в каркасы из них образуют филь­трующие панели различной площади.

Предназначен фильтр ФяП для сухой очистки воздуха от пыли в приточных системах вентиляции при начальной запыленности воздуха не более 5—10 мг/м3.

§ 72. СМОЧЕННЫЕ ПОРИСТЫЕ ФИЛЬТРЫ

Смачивание фильтров малоиспаряющимися вязкими жидкостями по­вышает их эффективность.

Для смачивания фильтров рекомендуется применять следующие сорта масел,*

В холодный период года — висциновое (при минимальной темпера­туре—15°С), индустриальное 12 или веретенное 2 (при —20°С), транс­форматорное (при —35°С), приборное МВП (при —50°С), водно-глице­риновый раствор; парфюмерное;

В теплый период года — висциновое, индустриальное 20 или вере­тенное 3, водно-глицериновый раствор; парфюмерное.

Все эти масла обладают большой вязкостью, хорошо удерживают­ся на смоченных ими поверхностях, мало испаряются и не замерзают.

В самоочищающихся масляных фильтрах Кд-10006 (рис. XIII. 19) и Кд-20006 воздух очищается от пыли в процессе его прохождения через две бесконечные непрерывно движущиеся сетки, смоченные маслом. Скорость первой по ходу воздуха сетки 16 см/мин, второй — 7 см/мин.

Фильтр состоит из металлического корпуса 1, бака для масла с руч­ной мешалкой для взмучивания осадка при сливе отработанного масла 2 и двух бесконечных проволочных сеток 3 и 4. Каждая сетка натянута между двумя валиками. Верхний валик — ведущий — закреплен в под­шипниках и приводится во вращение электродвигателем 5 через двух­ступенчатый червячный редуктор и зубчатую передачу 6, а нижний — натяжной 7— установлен в подшипниках, которые перемещаются при помощи натяжных винтов. При движении сетки проходят через масля­ную ванну, где смывается осевшая на них пыль.

Для нормальной работы фильтра очищаемый воздух должен посту­пать равномерно по всему сечению фильтрующей поверхности со скоро­стью, не превышающей 3 м/с.

Фильтры Кд-10006 и Кд-20006 имеют соответственно номинальную пропускную способность 10000 и 20000 м3/ч при удельной нагрузке 10000 м3/ч на 1 м2 и сопротивлении по воздуху 98 Па (10 кгс/м2). Эф­фективность улавливания частиц размером более 10 мкм составляет 95%.

Эти фильтры устанавливают для очистки воздуха от пыли в приточ­ных системах вентиляции и системах кондиционирования воздуха.

Кроме перечисленных фильтров, промышленность выпускает мас­ляные самоочищающиеся сетчатые фильтры для кондиционеров Кт 04.2000.0, Кт 06.2000.0, Кт 08.2000.0, Кт, 16.2000.0 и Кт 25.2000.0 про­изводительностью соответственно от 40 000 до 250000 м3/ч.

Фильтры ячейковые масляные ФяР системы инж. Е. В. Рекка вы­полнены в виде ячейки коробчатого типа (см. рис. XIII. 18), заполненной 12 гофрированными металлическими сетками. Из ячеек могут быть со­браны фильтрующие панели различной площади.

Перед применением фильтры промасливают висциновым маслом № 2 или 3 путем погружения их в ванну с маслом. Затем, после стека - ния излишков масла, фильтры устанавливают на место. Регенерацию фильтров осуществляют промывкой ячеек в горячем (60°С) 5%-ном содовом растворе, а затем в горячей чистой воде. После сушки ячейки фильтров снова смачивают маслом.

Наряду с фильтрами ФяР применяются фильтры ФяВ, которые при той же конструкции и размерах заполняются гофрированными винипла - стовыми «сетками» (пленками) и двумя металлическими сетками. Филь­тры ФяВ можно использовать как в замасленном, так и в сухом виде.

При удельной воздушной нагрузке 7000 м3/ч на 1 м2 пропускная способность фильтров ФяР и ФяВ составляет 1540 м3/ч. Начальное со­противление их соответственно равно 39 Па (4 кгс/м2) и 49 Па (5 кгс/м2), а удельная пылеемкость у фильтра ФяР при увеличении со­противления с 39 до 78,5 Па (с 4 до 8 кгс/м2) составляет 1500 г/м2, у фильтра ФяВ при увеличении сопротивления с 49 до 98 Па (с 5 до 10 кгс/м2)—2000 г/м2. Эффективность очистки 80—95% (частицы раз­мером более 10 мкм).

Эти фильтры применяют в приточных системах вентиляции для очи­стки атмосферного воздуха с начальной запыленностью более 5— 10 мг/м3.

В практике очистки воздуха в приточных системах вентиляции на­ходит применение и ячейковый масляный фильтр с кольцами Рашига, заполнителем в котором являются керамические кольца (4400 шт. на одну ячейку размером 520X520X140 мм), смоченные маслом. Пропуск­ная способность ячейки 1000 м3/ч при начальном сопротивлении 78,5 Па (8 кгс/м2), а удельная пылеемкость при увеличении сопротивления вдвое — 2000 г/м2. Степень очистки 95—98%.

Пример XIII.1. Подобрать для очистки 25 000 м3/ч приточного воздуха с началь­ной запыленностью 5 мг/м3 ячейковый воздушный фильтр ФяР.

Решение. При удельной воздушной нагрузке 7000 мг/ч на 1 м2 необходимая площадь фильтрующей поверхности будет равна:

25 000 F = —— =3,57 м2.

7000

Так как площадь рабочего сечения фильтра ФяР равна 0,22 м2, то число необхо­димых ячеек составит:

3,57 0,22

Принимаем панель из 16 ячейковых фильтров ФяР.

При степени очистки фильтра 90% в нем за 1 ч должно оседать количество пыли

25000-0,005-90 „ ,

А —------------------------------------------------------------- =? 7 г/ч.

4 16-100

При удельной пылеемкости фильтра 1500 г/м2 пылеемкость ячейки составит:

1500-0,22 = 330 г,

Время службы фильтра до регенерации будет равно:

330

< = — Я 47 ч.