Процессы и аппараты упаковочного производства

Фильтрование газовых неоднородных систем

Фильтры для очистки газов. Принцип действия аппаратов для очистки газов фильтрованием тот же, что и для разделения суспен­зий, однако при очистке газов в подавляющем большинстве случаев применяют фильтрование с закупориванием пор. Теоретическое описание такого процесса практически невозможно, поэтому рас­четы газовых фильтров основываются исключительно на экспериментальных данных.

В зависимости от типа фильтровальной перегородки различают следующие фильтры для очистки газов: а) с гибкими пористыми перегородками из природных, синтетических и минеральных во­локон (тканевые материалы), нетканых волокнистых материалов (войлок, картон и др.), металлоткани и т. п.; б) с полужесткими пористыми перегородками (слои из волокон, металлических сеток и др.); в) с жесткими пористыми перегородками (из керамики, пластмасс, спеченных или спрессованных металлических порошков); г) с зернистыми перегородками (слой кокса, гравия, песка и др.).

Выбор фильтровальной перегородки определяется размером дисперсных частиц, температурой газа, его химическими свойства­ми, а также допустимым гидравлическим сопротивлением.

Устройство и принцип работы фильтров для очистки газов рассмотрим на примере рукавных фильтров, относящихся к фильтрам с гибкими пористыми перегородками.

Рукавный фильтр (рис. 10-24) представляет собой корпус, в ко­тором находятся тканевые мешки (рукава) 1. Нижние открытые концы рукавов закреплены на патрубках трубной решетки 2. Верх­ние закрытые концы рукавов подвешены на общей раме. Запылен­ный газ вводится в аппарат через штуцер и попадает внутрь рукавов. Проходя через ткань, из которой сделаны рукава, газ очищается от пыли и выходит из аппарата через верхний штуцер. Пыль осаждается на внутренней поверхности и в порах ткани, при этом гидравлическое сопротивление возрастает. Когда оно дости­гает максимально допустимого значения, рукава очищают. Для этого их встряхивают с помощью устройства 5, пыль падает в разгрузочный бункер 3 И удаляется из аппарата шнеком 4. Кроме того, рукава продувают воздухом, подаваемым с наружной их стороны, т. е. в направлении, обратном направлению движения очищаемого газа. Для того чтобы рукава при продувке не сплющивались, они снабжены кольцами жесткости.

Чтобы обеспечить непрерывность процесса газоочистки, рукав­ные фильтры делают состоящими из нескольких секций: пока в одних секциях происходит фильтрование, в других проводится регенерация рукавов.

Для изготовления рукавов обычно используют хлопчатобумажные и шерстяные ткани. При этом возможная температура газа и продувочного воздуха ограничена теплостойкостью ткани. Ниж­ний предел этой температуры должен быть по крайней мере на 10 °С выше точки росы (температуры конденсации влаги из газа), в про­тивном случае ткань быстро увлажняется, загрязняется, и ее гид­равлическое сопротивление резко возрастает.

Рис. 10-24. Рукавный фильтр:

1 - рукава с кольцами жесткости; 2 - Трубная решетка; 3 - разгрузочный бункер; 4 - шнек; 5 - уст­ройства для встряхивания рукавов

Основным достоинством рукавных фильтров является высокая степень очистки газов от тонкодисперсной пыли (частицы размером 1 мкм улавливаются на 98-99%).

К недостаткам их относятся высокое гидравлическое сопротив­ление (до 2500 Па), сравнительно быстрый износ ткани и закупо­ривание ее пор, непригодность для очистки влажных газов, а также газов, имеющих высокую температуру. Последнего недостатка лишены фильтры с фильтровальными перегородками на основе металлов, керамики и других термостойких материалов.