Рукавный фильтр.

Для разделения суспензий. Осн элемент фильтр-щая перегородка (ФП).

Св-ва ФП: 1. Хорошо задерживать тв-ые частицы и суспензии. 2. Создавать малые сопротивления потоку суспензии. 3. Легко отделятся от суспензии. 4. Иметь устойчивость к хим. воздействию. 5. Не набухать при контакте с ж-тью. 6. Иметь дост-ную мех-кую прочность. 7. Обладать термостойкостью. 8. Низкая стоимость. 9. Способность к регенерации.

Перегородка подбирается в зависимости от размера частиц, агрессивности среды, способности пропускать жидкую фазу и задерживать твердую.

Гибкие ФП - изготавливают из натуральных (хлопок, шерсть, шелк), искусственных (ацетаты целлюлозы, вискоза), синтетических (полиамиды, полиэфиры и др.),силикатных (асбест, стекло) и металлических волокон и нитей. Полужесткие – слои из металлических сеток, волокон, Жесткие - керамические, металлокерамические, пористые пластмассы и металлы и др. Насыпные (зернистые) – слои песка, гравия и кокса, каменного угля и т. д. Толщиной загрузки обычно до 1 м, регенерация осуществл. обратным током фильтрата.

Цель процесса: подается суспензия которая разделяется на фугат и осадок. Осадки: сжимаемые и несжимаемые. Хар-ся пористостью (отношение объема пор к объему осадка). Осн. процессы: промывка, продувка, сушка. Промывка осущ-ся разбавлением или вытеснением; продувка – вытеснением; сушка – до достижения равновесной влажности.

1. Рукавные фильтры (РФ) - это высокоэффективные широко используемые аппараты, которые предназначены для отделения газов от пыли.

Область применения: в стройиндустрии, металлургии, машиностроении, химической, пищевой промышленности и др. отраслях. Фильтрующим элементом рукавных фильтров является рукав, сшитый из специального материала, который выбирается исходя из условий эксплуатации. Фильтрация газа в фильтре осуществляется за счет прохождения запыленной среды через ткань рукавов. По мере накопления на фильтрующей поверхности частиц возрастает сопротивление фильтра и поэтому фильтр подвергают регенерации. Регенерацию можно проводить несколькими способами: виброрегенерация, механическое встряхивание (пыль удаляется с поверхности материала), обратной продувкой (в этом случае пыль удаляется с поверхности рукавов и из пор сжатым воздухом.

Рукавные фильтры могут быть цилиндрической формы фильтровального элемента и прямоугольной.Они широко распространены в различных отраслях промышленности, имеют много преимуществ по сравнению с другими конструкциями матерчатых фильтров. Однако, наряду с достоинствами, они имеют существенный недостаток, заключающийся в сравнительно небольшой поверхности фильтрации, приходящейся на единицу объема рабочей камеры фильтра. Корпус может быть прямоугольной и круглой формы.

Недостатками этих фильтров являются быстрый износ ткани и закупорка пор в ней.

Фильтр состоит из следующих элементов: 1- патрубок для входа запыленного газа; 2 – корпус; 3 – рукав; 4 – патрубок для выхода очищенного газа; 5 – питатель; 6 – встряхивающий механизм.

Пыль, отряхиваемая с рукавов, осыпается в бункер и через питатель (5) удаляется из фильтра.

2.Технические характеристики:

1. Произв-ть 0,001-0,017 м3/м2 в сек.

2. Максимальная температура очищаемых газов на входе до 200⁰ С.

3. Степень очистки (проектная), не менее 96-98 %

Характеристики фильтрующего материала, удельная газовая нагрузка на ткань, площадь поверхности фильтрования, размеры и количество фильтрующих элементов, оптимальные режимы регенерации рукавов, конструктивное исполнение фильтров определяются исходя из условий эксплуатации установок, свойств очищаемых газопылевых потоков.

Гидравлическое сопротивление наиболее распространенных фильтровальных тканей, используемых для рукавных фильтров, обычно не превышает (1,5-2,5)∙10³ Па.

3. Производительность РФ можно представить основным ур-ем фильтрования (скорости фильтр-ния): , где F– площадь, м²; V– объем фильтрата, м³; μ – вязкость жидкой фазы, Па∙с; ∆P– разность давлений над и под ФП; Rос и Rф.п. – сопротивление осадка и ФП.

Движущая сила процесса ∆P.

, где r₀- удельное объемное сопротивления осадка, м^-2; h₀- высота слоя осадка, м.

Данные приближенные, поэтому в основном опр-ся экспериментально сопротивление фильтр. перегородки и потом исп-ся в кач-ве модели.

В расчетах исп-ся ф-ла изменения объма суспензии по времени:

После интегрирования получаем ур-ие фильтрования

Где K,C– константы фильтрования, к-ые опр-ся экспериментально. K, м2/с, учитывает режим процесса фильтрования и физико-химические свойства осадка и жидкости. С, м3/м2, характеризует гидравлическое сопротивление ФП.

Расчет площади поверхности фильтрования F таких фильтров обычно производится по формуле F = Q / Vуд, где Q – объемный расход газа, м3/с; Vуд – удельный объемный расход газа, отнесенный к единице площади поверхности фильтровальной ткани, м3/(м2∙с). При улавливании пыли в фильтрах тонкой очистки значение Vуд принимается обычно не более 0,1м3/(м2∙с) (0,01-0,1м3/(м2∙с)), а при улавливании крупной пыли в фильтрах гру- бой очистки до 2,5-3 м3/(м2∙с).

Интенсифицировать процесс можно либо увеличивая поверхность или уменьшая время пребывания, увеличивая скорость.

Способы интенсификации: 1. Конструктивные (автоматизация); 2. Физико-химические (снижение сопротивления осадка); 3. Технологические (изменение размера частиц и т.д). Интенсифицировать процесс можно применением более эффективных методов регенерации рукавов (конструкции для продувки рукавов).

4. Электроэнергия в фильтре Iэн, кДж/м3, расходуется на преодоление газом гидравлического сопротивления фильтра и рассчитывается по формуле: Iэн = ΔP. где ΔР - гидравлическое сопротивление фильтра, Па.

Так же учитываются потери в вентиляторе, насосе, электродвигателе, передаче и т.д., так как коэффициенты полезного действия этого оборудования могут быть различными взависимости от конструкции и режима их работы.

Энергозатраты в рукавном фильтре будут связаны с подводом и отводом продуктов. Но основные затраты будут связаны с работай встряхивающего механизма. Уменьшить затраты можно применением более совершенных этих механизмов.

5. Оптимальный диапозон устойчивой работы рукавного фильтра будет зависеть от скорости подачи газа или от Vуд – удельный объемный расход газа, отнесенный к единице площади поверхности фильтровальной ткани, м3/(м2∙с). При улавливании пыли в фильтрах тонкой очистки значение Vуд принимается обычно не более 0,1м3/(м2∙с) (0,01-0,1м3/(м2∙с)), а при улавливании крупной пыли в фильтрах гру- бой очистки до 2,5-3 м3/(м2∙с).

6. 1 - группа циклонов с бункером; 2 – пылеуловитель с бункером;3 - фильтр рукавный; 4 – питатель; 5 – вентилятор; 6 – заслонки; 7 – компрессор.

7. Материал основных деталей – Ст3кп. Корпус фильтров изготовлен из углеродистой стали, бункер — из коррозионностойкой стали, рукав – натуральные и синтетические ткани, а также ткани из неорганических волокон. Очистка газов при высоких температурах (более 100 °С) осуществляется с помощью фильтровальных перегородок, изготовленных из стекловолокна.

8. Для сохранения фильтрующей перегородкой формы рукава в нее вшивают проволочные кольца. Так же для увеличения степени очистки используют очистку в несколько ступеней. Для этого применяют многосекционные рукавные фильтры, перед рукавными фильтрами газ очищают в циклонах, пылеуловителях. Так же в современных конструкциях применяют систему автоматического встряхивания и продувки ткани.

9. Расчет фильтра. В качестве исходных данных принимают следующие: Расход очищаемых газов- ; температура очищаемых газов; плотность пыли , ; концентрация пыли в очищаемых газах, ; средний диаметр частиц пыли – d,мкм. ; время отключения секций на регенерацию, с.

Требования к очищаемому газу: содержание пыли не должно превышать , .

Расчет фильтров для очистки газов. Методику расчета фильтров

для очистки газов рассмотрим на примере рукавного фильтра. Основной характеристикой такого фильтра является общая поверхность его рукавов

Fоб = zπdH