Электрофильтры. Фильтры для очистки воздуха от пыли.

Электрофильтры. Фильтры для очистки воздуха от пыли»


СОДЕРЖАНИЕ


1.
2.
3.
3.1.
3.2.
3.3.Введение
Очистка газопылевых выбросов в фильтрах
Электрофильтры
«Сухие» пористые фильтры
Тканевые фильтры
Волокнистые фильтры
Зернистые фильтры
Заключение
Список литературы
4
6
9
9
12
15
17
18

Электрофильтры. Фильтры для очистки воздуха от пыли.

Электрофильтры также классифицируют по таким признакам как направление хода газа, форма коронирующих электродов, число последовательно расположенных электрических полей, расположение зон зарядки и осаждения, число параллельно работающих секций.
В зависимости от направления хода газа различают горизонтальные и вертикальные фильтры. По форме коронирующих электродов электрофильтры могут быть с игольчатыми электродами, штыкового либо круглого сечения. Электрофильтры делятся на однопольные и многопольные, однозонные и двухзонные, односекционные и много секционные (1, 2).
Электрофильтры рассчитаны для очистки значительных объемов выбросов с частицами 0,01-100 мкм при температуре от 400 до 450 °С. Гидравлическое сопротивление газов до 0,15 кПа. Затраты электроэренгии равны 0,36-1,8 МДж на 1 тыс. м3 выбросов.
При эксплуатации электрофильтров необходимо обращать внимание на то, что пыль имеющая маленькую электропроводимость вызывает явление обратной короны. Данное явление сопровождается образованием катионов, которые частично нейтрализуют анионы, из-за чего те теряют способность перемещаться к осадительным электродам и осаждаться. Т. е. можно сделать вывод, что на проводимость пыли оказывает влияние состав газа и пыли. Чем выше влажность газов, тем ниже удельное электрическое сопротивление пыли.
При повышенных температурах газопылевых выбросов электрическая прочность межэлектродного пространства снижается, что приводит к ухудшению улавливания пыли, также возрастает вязкость и объем газов, а это значит, что больше скорость потока в электрофильтре, следовательно, снижается степень обеспыливания. С увеличением скорости газа выше «вторичный унос».
Чтобы электрофильтры хорошо функционировали, необходимо, чтобы были чище осадительные и коронирующие электроды. Загрязнения на коронирующем электроде способствуют повышению начального напряжения коронирования, но это не всегда возможно. Если пыль имеет большое электрическое сопротивление, то слой на электроде действует как изолятор и коронный разряд прекращается (1, 2).
3. «Сухие» пористые фильтры
3.1. Тканевые фильтры
Самые распространенные из фильтров – тканевые. Это связано с тем, что многие материалы, из которых изготовлены фильтровальные перегородки в тканевых фильтрах, устойчивы к повышенным температурам и воздействию агрессивных газов. Степень очистки тканевых фильтров составляет от 85 до 99 мас. %, зависит от гранулометрического состава пыли и начальной запыленности. Гидравлическое сопротивление одного фильтра равно 1000 Па, расход энергии – примерно 1 кВт·ч на 1 тыс. м3 очищаемого газа (1, 2, 4).
Тканевые фильтры классифицируют по ряду признаков. В зависимости от формы фильтровальных элементов различают плоские, рукавные фильтры, клиновые, по наличию в фильтрах опорных устройств они делятся на каркасные и рамные. В зависимости от места расположения вентилятора относительно фильтра различают всасывающие, работающие под разряжением, нагнетательные, работающие под давлением фильтры. По способу регенерации ткани фильтры делятся на встряхиваемые, с обратной, импульсной продувкой. По наличию и форме корпуса для размещения ткани фильтры делятся на прямоугольные, цилиндрические, открытые (т. е. бескамерные). Делятся также на однокамерные и многокамерные – по числу секций (4).
Наиболее распространенными газоочистителями из большого многообразия фильтров являются тканевые мешочные и рукавные фильтры (рис. 2).
Корпус фильтра представляет собой металлическую емкость, разделенную вертикальными перегородками на несколько секций. В каждой секции размещена группа фильтрующих рукавов, концы рукавов крепятся к раме, которая соединена с встряхивающим механизмом. Снизу расположен бункер для пыли со шнеком, чтобы ее вывозить. Встряхивание рукавов происходит в порядке очереди (1, 2, 4).
Рис. 2. Рукавный фильтр: 1 – корпус, 2 – встряхивающее устройство, 3 – рукав, 4 – распределительная решетка
Твердые частицы задерживаются в мешках или рукавах при прохождении газа сквозь ткань. Рукавные фильтры служат в первую очередь для улавливания очень тонкой пыли. К примеру, при очистке газов, которые отходят от агломерационных машин, от шахтных печей, в рукавных фильтрах улавливается 99 мас. % пыли (3).
Ткани для рукавных фильтров должны соответствовать ряду требований:
должна быть большая пылеемкость при фильтрации, после регенерации ткань должна удерживать такое количество пыли, которое достаточно, чтобы обеспечить высокую эффективность очистки газов от тонкодисперсных твердых частиц;
должна сохраняться высокая воздухопроницаемость;
должна быть высокая механическая прочность и стойкость к истиранию при многократных изгибах, стабильность размеров и других свойств при воздействии различных факторов; должна быть способность к регенерации;
должна быть невысокая стоимость (1, 2, 4).
Не всегда та или иная ткань соответствует всем перечисленным требованиям. При выборе материала для изготовления мешков руководствуются такими данными как характер пыли и состав газов. Чаще всего рукава изготавливают из хлопчатобумажной, шерстяной, синтетической, стеклянной ткани. Достоинства и недостатки вышеперечисленных тканей приведены в табл. 1.
Таблица 1
Сравнительная характеристика тканей, используемых для изготовления рукавов в рукавных фильтрах
Наименование ткани
Достоинства
Недостатки
Хлопчатобумажная
хорошие фильтрующие свойства, низкая стоимость
недостаточная химическая и температурная стойкость, высокая горючесть, большая влагоемкость
Шерстяная
большая воздухопроницаемость, обеспечивает надежную очистку и регенерацию
низкая стойкость к кислым газам, к туману серной кислоты, к высоким температурам
Синтетическая (нитроновая, лавсановая)
высокая прочность, высокая стойкость к высоким температурам и агрессивному воздействию, низкая стоимость
пониженная стойкость в щелочной среде
Стеклянная
высокая прочность, высокая стойкость к высоким температурам и агрессивному воздействию
-
Рукавные фильтры предназначены для высокоэффективного улавливания взвешенных частиц из газов и аспирационного воздуха. Рукавные фильтры используются в различных отраслях промышленности: черной и цветной металлургии, энергетике, промышленности строительных материалов, химической и нефтяной промышленности, в деревообрабатывающей, текстильной и пищевой промышленности.
Преимущества рукавных фильтров:
высокая степень пылеулавливания;
замена фильтровальных рукавов и элементов без прекращения эксплуатации;
пониженная чувствительность к эксплуатационным изменениям (6).
3.2. Волокнистые фильтры

Для улавливания высокодисперсных аэрозолей (0,5-5 мг/м3) используют волокнистые фильтры (рис. 3). Эти фильтры не регенерируют, гидравлическое сопротивление их составляет 0,8-1,5 кПа, эффективность очистки может быть равна 100 мас. % (3).
Рис. 3. Волокнистые фильтры: а – рамный: 1 – планка, 2 – боковая стенка, 3 – фильтрующий материал, 4 – разделитель; б – с сепараторами клиновой формы: 1  фильтрующий материал, 2  рамка-сепаратор клиновой формы; в – комбинированный: 1  секция с набивным слоем из волокон, 2  секция тонкой очистки.
Фильтрующие элементы фильтров данного типа могут состоять как из одного, так и из нескольких слоев. Волокна в слоях распределены однородно. Эти фильтры рассчитаны на то, чтобы улавливать и накапливать твердые частицы во всем слое. Сплошной слой пыли – лишь на поверхности самых плотных материалов. В волокнистых фильтрах используют волокна от 0,01 до 100 мкм (либо естественные, либо специально получаемые). Толщина фильтрующих сред в фильтрах – от 0,1 мм до 2 м. Например, слой 2 м в многослойных глубоких насадочных фильтрах долговременного использования (1, 2, 4).
Волокнистые фильтры делятся на сухие и мокрые. Сухие, в свою очередь, делятся на тонковолокнистые фильтры, электростатические, глубокие и фильтры предварительной очистки; среди мокрых различают – сеточные, самоочищающиеся, с периодическим или непрерывным орошением.
Процесс очистки в волокнистых фильтрах делится на две основные стадии:
1. стационарной фильтрации, где уловленные частицы не изменяют структуру фильтра во времени;
2. нестационарной фильтрации, на которой в фильтре происходят структурные изменения из-за накопления уловленных твердых частиц в больших количествах.
Очистку при помощи волокнистых фильтров применяют, например, в радиоэлектронике, промышленной микробиологии, в атомной энергетике и в других отраслях.
Сопротивление частиц фильтров меньше 200-300 Па, а если они забиты пылью, то – 700-1500 Па. Скорость фильтрации составляет от 0,01 до 0,15 м/с. Волокнистые фильтры используют от 0,5 до 3 лет, после чего заменяют на новые.
Широко применяются фильтры Петрянова, изготовленные из полимерных смол, которые представляют слои из синтетических волокон на марлевой основе из скрепленных друг с другом волокон большей толщины.