Классификация фильтров
Классификация устройств для очистки воздуха от пыли, изучение групп и видов пылеулавливающего оборудования. Основные виды воздушных фильтров: ячейковые, масляные, рулонные, с материалами ФП, электрические, волокнистые, циклоны, тканевые, зернистые.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.12.2010 |
| Размер файла | 537,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
1
Введение
Большое число современных химико-технологических процессов связано с дроблением, измельчением и транспортированием сыпучих материалов. При этом неизбежно часть материалов переходит в аэрозольное состояние, образуя пыль, которая с технологическими или вентиляционными газами выбрасывается в атмосферу.
Пылевые частицы имеют большую суммарную поверхность, вследствие чего их химическая и биологическая активность очень высока. Некоторые вещества в аэродисперсном состоянии приобретают новые свойства, например способность взрываться. Частицы промышленной пыли имеют различные форму и размеры. Понятие размера частицы ввиду большого разнообразия форм условно. В пылеулавливании принято характеризовать размер частицы величиной, определяющей скорость ее осаждения. Такой величиной служит седиментационный диаметр (диаметр шара, скорость осаждения и плотность которого равны скорости осаждения и плотности сравниваемой частицы). При этом сама частица может иметь произвольную форму. Пылевые частицы различной формы при одной и той же массе оседают с разной скоростью. Чем ближе их форма к сферической, тем быстрее они оседают. Наибольший и наименьший размеры частиц характеризуют диапазон дисперсности данной пыли.
В настоящее время известно несколько сотен различных конструкций аппаратов для очистки газов от пыли. Несмотря на многообразие, все они являются вариантами аппаратурного оформления, где использованы немногие основные принципы осаждения или задержания взвешенной фазы.
Естественными движущими силами процесса осаждения пылевых частиц в потоке являются силы тяжести и диффузии. Эти силы, однако, являются недостаточными для самопроизвольной очистки газов. Хотя улавливание наиболее крупных частиц иногда и осуществляют посредством естественного осаждения в гравитационном поле, в большинстве аппаратов современной пылеочистной техники используют более интенсивное силовое поле, создаваемое искусственно.
Так, для пылеулавливания широко применяют инерционные силы, проявляющиеся при изменении направления и скорости пылегазового потока, а также силы электрического притяжения предварительно заряженных частиц к осадительному электроду.
Находит применение в пылеулавливании и процесс коагуляции, в результате которого происходит образование укрупненных агрегатов, состоящих из нескольких частиц пыли. Этот процесс интенсифицируют с помощью инерционных, электрических или термических сил. В пылеулавливающих устройствах основной процесс осаждения частиц часто сопровождается побочными нежелательными процессами. Так, например, уже осажденные частицы могут вновь увлекаться газовым потоком, а агрегаты частиц, образовавшиеся в процессе коагуляции, разрушиться и т. д.
Для подавления вторичных процессов, мешающих пылеулавливанию, принимают специальные меры -- смачивают осадительные поверхности, снижают скорость газа, повышают электропроводность частиц, вводят в газ жидкость для увеличения прочности агрегатов частиц и т. п.
Чтобы выделить пылевидные частицы из газов, осуществляют фильтрование газов через пористые перегородки. В этом случае используют инерционный, электрический или диффузионный механизм осаждения частиц. Выбор механизма осаждения зависит от размеров пылевых частиц, скорости газового потока и других факторов.
В зависимости от природы сил, используемых в пылеулавливающих аппаратах для отделения частиц пыли от газового потока, их подразделяют на четыре основные группы пылеосадительные камеры и циклоны, аппараты мокрой очистки газов, пористые фильтры, электрические фильтры.
Раздел 1 Классификация устройств для очистки воздуха от пыли
Пылеулавливающее оборудование при всем его многообразии может быть классифицировано по ряду признаков: по назначению, по основному способу действия, по эффективности, по конструктивным особенностям. Классификация пылеулавливающего оборудования дана в ГОСТ 12.2.043-80. Оборудование пылеулавливающее. Классификация.
Оборудование, применяемое для очистки от пыли воздуха в системах вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления, а также для защиты от загрязнения пылью воздушной среды зданий, сооружений и прилегающих к ним территорий, метрополитенов, подземных и открытых горных выработок, подразделяется на следующие типы:
оборудование, применяемое для очистки от взвешенных частиц пыли воздуха, подаваемого в помещения системами приточной вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления - воздушные фильтры;
оборудование, применяемое для очистки от пыли воздуха, выбрасываемого в атмосферу системами вытяжной вентиляции - пылеуловители.
Пылеулавливающее оборудование в зависимости от способа отделения пыли от воздушного потока применяют следующих исполнений: оборудование для улавливания пыли сухим способом, при котором отделенные от воздуха частицы пыли осаждаются на сухую поверхность; оборудование для улавливания пыли мокрым способом, при котором отделение частиц от воздушного потока осуществляется с использованием жидкостей.
Пылеулавливающее оборудование по принципу действия подразделяется на группы, по конструктивным особенностям - на виды и действует по сухому (табл. 1) и мокрому (табл. 2) способу.
Таблица 1
Группы и виды пылеулавливающего оборудования для улавливания пыли сухим способом
|
Группа оборудования |
Вид оборудования |
Область применения |
||
|
воздушных фильтров |
пылеуловителей |
|||
|
Гравитационное |
Полое Полочное |
- - |
+ + |
|
|
Инерционное |
Камерное Жалюзийное Циклонное Ротационное |
- - - - |
+ + + + |
|
|
Фильтрационное |
Тканевое Волокнистое Зернистое Сетчатое Губчатое |
- + - + + |
+ - + - - |
|
|
Электрическое |
Однозонное Двухзонное |
- + |
+ + |
Примечание. Знак «+» означает применение; знак «-» означает неприменение.
Таблица 2
Группы и виды пылеулавливающего оборудования для улавливания пыли мокрым способом
|
Группа оборудования |
Вид оборудования |
Область применения |
||
|
воздушных фильтров |
пылеуловителей |
|||
|
Инерционное |
Циклонное Ротационное Скрубберное Ударное |
- - - - |
+ + + + |
|
|
Фильтрационное |
Сетчатое Пенное |
+ - |
- + |
|
|
Электрическое |
Однозонное Двухзонное |
- + |
+ + |
|
|
Биологическое |
Биофильтр |
- |
+ |
Примечание. Знак «+» означает применение; знак «-» означает неприменение.
Пылеулавливающее оборудование, в котором отделение пыли от воздушного потока осуществляется последовательно в несколько ступеней, отличающихся по принципу действия, конструктивным особенностям и способу очистки, относят к комбинированному пылеулавливающему оборудованию.
Классификация пылеулавливающего оборудования согласно ГОСТ 12.2.043-80 приведена на схеме. На схеме дополнительно показан вид пылеулавливающего оборудования - биофильтр, применяемый для очистки выбросов, от ряда органических пылей.
Раздел 2 Виды воздушных фильтров
2.1 Ячейковые фильтры
Ячейковые фильтры являются старейшим видом воздушных фильтров. В настоящее время применяют унифицированные ячейковые фильтры с фильтрующим слоем из различных материалов. Ячейка фильтра представляет собой разъемную металлическую коробку. В корпус ячейки укладывается фильтрующий слой. Рамка ячейки имеет ручки для установки и извлечения из панели.
Фильтр ФяР (фильтр Река). Фильтрующим слоем являются металлические гофрированные сетки. Сетки промасливаются специальными маслами (висциновым и др.). Регенерация осуществляется путем промывки запыленных ячеек фильтра в содовом растворе.
Фильтры ФяВ заполнены гофрированными винипластовыми сетками. По эффективности и пылеемкости идентичны фильтрам ФяР. Могут применяться как в замасленном, так и сухом виде. При применении в сухом виде эффективность несколько ниже.
В фильтрах ФяП в качестве фильтрующего материала применен губчатый пенополиуретан, обработанный в растворе щелочи для придания ему воздухопроницаемости. Фильтр обладает меньшей пылеемкостью, чем ФяВ. Регенерация производится промывкой водой. Простота регенерации облегчает эксплуатацию фильтра.
Фильтр ФяУ заполнен стекловолокнистым упругим фильтрующим материалом ФСВУ. Пылеемкость фильтра меньше, чем ФяВ и ФяР. Запыленный материал подлежит замене.
Ячейки фильтров устанавливают в плоские или в V-образные панели.
2.2 Самоочищающиеся масляные фильтры
Самоочищающиеся фильтры лишены основного недостатка ячейковых фильтров - необходимости выполнения трудоемкой операции по ручной промывке запыленных панелей. Кроме того, они компактны, допускают большую удельную воздушную нагрузку, чем ячейковые фильтры.
Применяют два вида самоочищающихся масляных фильтров - с фильтрующим слоем, образованным пружинной сеткой, и слоем из сетчатых шторок.
Самоочищающиеся масляные фильтры с пружинной сеткой.
Очистка воздуха производится при его последовательном прохождении через две движущиеся бесконечные пружинные сетки, смоченные маслом (воздух проходит через четыре плоскости, смоченные маслом). Каждая сетка приводится в движение с помощью двух пар валов, получающих вращение от электродвигателя через редуктор. Необходимо обеспечить равномерное движение воздуха по всему сечению фильтра со скоростью до 3 м/с.
При движении пружинных сеток их нижние части погружаются в масляную ванну и при этом очищаются от осевшей на них пыли. Масло в ванне периодически сменяется. Применяют масло висциновое, веретенное, трансформаторное, турбинное и др. Сорт масла должен соответствовать времени года согласно рекомендации завода-изготовителя фильтров.
Самоочищающийся масляный фильтр с сетчатыми шторками. Фильтрующий слой создают сетчатые шторки, прикрепленные к втулочным цепям, надетым на приводные шестеренки. На вертикальных участках движения цепей шторки перекрывают друг друга. В нижней и верхней частях фильтра шторки разъединяются. При прохождении шторок через масляную ванну они промываются, и слой масла обновляется. Шторки движутся периодически - через 12 минут.
Фильтрующая панель поворачивается за 12 - 20 с. (в зависимости от размеров фильтра). Удельная воздушная нагрузка фильтра 8350 м3/(чм3). Установка фильтров снабжается системой маслоснабжения с его подогревом, циркуляцией и очисткой.
Рекомендуемая скорость воздуха при прохождении фильтра 2,5 - 2,6 м/с.
Самоочищающиеся фильтры со шторками выпускает ряд зарубежных фирм и отечественных предприятий.
2.3 Рулонные фильтры
Промышленность до недавнего времени изготовляла рулонный фильтр ФРУ, предназначенный для очистки приточного и рециркуляционного воздуха с запыленностью менее 0,5 мг/м3. Возможно применение фильтра и при большей запыленности при технико-экономическом обосновании. Серийно выпускались фильтры производительностью 20-120 м3/ч. Фильтры могут устанавливаться в вентиляционных камерах и в кондиционерах.
Фильтр собирают из двух или трех секций в зависимости от требуемой производительности. Секция состоит из сварного корпуса, подвижной решетки. Решетка натянута между нижним и верхним валами. Нижний вал - ведущий. В верхней и нижней частях каркаса установлены катушки с фильтрующим материалом. Перемещение решеток и вращение катушек осуществляется с помощью электродвигателя мощностью 0,25 кВт через редуктор. По мере загрязнения материал перематывается с верхних катушек на нижние. В фильтре применяют фильтрующий материал типа ФСВУ. Он представляет собой слой из стеклянного волокна толщиной 30 - 50 мм, промасленный и пропитанный в процессе изготовления связующими веществами. Слой обладает рыхлостью и упругостью. Материал изготовляется в виде полотнищ длиной 15 м. Подвижная решетка обеспечивает необходимую жесткость и прочность фильтрующего слоя.
Перемотка катушек производится периодически при достижении определенного значения гидравлического сопротивления в результате накопления пыли. Скорость перемещения материала при перемотке около 0,5 м/мин.
2.4 Воздушные фильтры высокой эффективности с материалами ФП
Материалы ФП и процесс их получения разработаны в Физико-химическом институте им. Л. Я. Карпова. Материалы ФП представляют собой исключительно равномерные слои ультратонких полимерных волокон.
Поскольку механическая прочность слоя волокон материала ФП невелика, он нанесен на тканевую подложку (марля, бязь, перкаль), которая и обеспечивает необходимую прочность.
В большинстве материалов ФП волокна сцеплены между собой за счет сил трения, и фильтрующий слой выдерживает значительную деформацию. Удлинение при разрыве - от 30 - 50%. Высокая пластичность обеспечивает надежную эксплуатацию фильтров, снаряженных материалами ФП.
Материалы ФП в зависимости от того, из какого полимера они изготовлены, стойки к различным химическим веществам, к высоким температурам - до 250 - 270C.
Волокна ФП имеют вид ленты, ширина которой в 3 - 5 раз больше толщины. Материалы ФПП обычно обозначают по размеру волокон, а именно по ширине: например, ФПП-15, ФПП-25, ФПП-70 - обозначает фильтр Петрянова из перхлорвиниловых волокон шириной волокон соответственно 1,5; 2,5; 7,0 мкм.
Материалы ФП, изготовленные из полимеров с высокими изоляционными свойствами (перхлорвинил, полистирол), могут получать и удерживать электрические заряды. В результате повышается эффективность фильтра.
При длительном хранении, механическом воздействии, при высокой влажности, под воздействием ионизирующих излучений фильтровальные материалы теряют электрические заряды. Это же происходит и при накоплении в фильтре пыли в результате длительной эксплуатации.
Данные для выбора материалов ФП, применяемых в фильтрах систем вентиляции, приведены в табл. 3.
Таблица 3
Выбор материалов ФП
|
Название фильтра |
Рекомендуемая марка материала ФП |
Удельная нагрузка по воздуху, нм3/(ч*м2) |
Эффективность очистки*, % (не менее) |
|
|
Очистка приточного воздуха и нетоксичных вентиляционных выбросов. |
ФПП-70-0,2 |
до 150 |
90 |
|
|
Очистка рецеркуляционного и систем кондиционирования. |
ФПП-70-0,5 |
до 150 |
99 |
|
|
Очистка вентиляционных выбросов, содержащих токсичные или радиоактивные аэрозоли. |
ФПП-15-1,5 |
до 150 |
99-99,9 |
|
|
Стерилизация вентиляционного воздуха. |
ФПП-15-3 |
до 150 |
99,9-99,99 |
|
|
Очистка вентиляционного воздуха и других газов с целью улавливания и возврата ценных продуктов. |
ФПП-25-3 |
до 150 |
99,9-99,99 |
|
|
Очистка вентиляционных выбросов «горячих» камер, боксов, каньонов и т.п. |
ФПА-15-4 |
до 150 |
99,9-99,99 |
|
|
Очистка вентиляционного воздуха, содержащего аэрозоли особо опасных веществ |
ФПП-15-4,5 |
до 150 |
99,9-99,995 |
|
|
* - данные по аэрозолям относятся к высокодисперсным аэрозолям с размером частиц 0,1-0,2 мкм. |
Широко распространен фильтр тонкой очистки - рамочный фильтр ЛАИК (лаборатория института Карпова). В одном м3 фильтра расположено до 100 м2 поверхности фильтрующего материала. П-образные рамки размещаются с чередованием открытых и закрытых сторон в двух противоположных направлениях. Техническая характеристика фильтра ЛАИК дана в табл. 4.
Таблица 4
Характеристики фильтра ЛАИК
|
Марка фильтра |
Фильтрующая поверхность |
Фильтрующий материал |
Производительность, нм3/ч |
Сопротивление Па |
Габариты, мм |
Допустимая температура, 0С |
Назначение |
||
|
При нагрузке 150 м3/ч*м2 |
Входное сечение |
Длина |
|||||||
|
ЛАИК СП-3/15 |
15,1 |
2250 |
180 |
565*735 |
780 |
60 |
Для приточной и вытяжной вентиляции |
||
|
ЛАИК СП-6/15 |
15,1 |
2250 |
240 |
565*735 |
780 |
||||
|
ЛАИК СП-3/17 |
17,5 |
ФПП-15 |
2550 |
150 |
615*995 |
355 |
|||
|
ЛАИК СП-6/17 |
17,5 |
2550 |
210 |
615*995 |
355 |
||||
|
ЛАИК СП-3/21 |
21,0 |
3150 |
290 |
650*690 |
625 |
Для стерилизации воздуха и систем кондиционирования |
|||
|
ЛАИК СП-6/21 |
21,0 |
3150 |
340 |
650*690 |
625 |
||||
|
ЛАИК СП-3/26 |
26,0 |
3950 |
400 |
660*665 |
750 |
||||
|
ЛАИК СП-6/26 |
26,0 |
3950 |
460 |
660*665 |
750 |
||||
|
ЛАИК СЯ |
16,0 |
2400 |
130 |
550*630 |
310 |
Для приточной вентиляции и систем кондиционирования |
Для очистки значительных количеств воздуха из отдельных фильтров устраивается фильтровальная перегородка, в которой устанавливают несколько десятков или более фильтров.
2.5 Электрические фильтры
Фильтры, применяемые для очистки от пыли приточного воздуха, устроены несколько иначе, чем электрические пылеуловители, используемые для очистки выбросов в атмосферу.
Электрический воздушный фильтр - двухзонный. Вначале поток воздуха, подвергающегося очистке, проходит зону 1, которая представляет собой решетку из металлических пластин с натянутыми между ними коронирующими электродами из проволоки. К электродам подведен постоянный ток напряжением 13-15 кВ положительного знака от выпрямителя 2. Получив электрический заряд при прохождении ионизационной зоны, пылевые частицы в потоке воздуха направляются в осадительную зону 3. Она представляет собой пакет металлических пластин, расположенных параллельно друг другу на расстоянии 8 - 12 мм. К каждой второй пластине подведен ток напряжением 6,5 - 7,5 кВ положительного знака. Пыль осаждается на заземленных пластинах, к которым ток не подведен.
Вокруг коронирующего электрода происходит электрический разряд, сопровождающийся свечением («корона»). В результате электрических разрядов происходит выделение атомарного кислорода (одноатомные молекулы), образование озона O3, а также оксидов азота. При напряжении, применяемом в воздушных фильтрах, и при наличии в нем двух зон озон и оксиды азота выделяются в небольших количествах и опасности для людей не представляют. В электрических пылеуловителях, применяемых для очистки выбросов, используют ток напряжением 80-100 Вт, кроме того, в этих аппаратах к коронирующим электродам подведен ток отрицательного знака, что по имеющимся данным сопровождается более интенсивным выделением вредных веществ (в 8 раз).
Сила электрического тока и потребляемая мощность в электрических фильтрах невелики и находятся в пределах соответственно 0,8 мА и 10 Вт на 1000 м3/ч очищаемого воздуха.
Фракционная эффективность электрического фильтра дана в табл. 5.
Таблица 5
Фракционная эффективность электрического фильтра
|
Размер частиц, мкм |
Число частиц в воздухе |
Эффективность улавливания,% |
||
|
перед фильтром |
после фильтра |
|||
|
0,5 |
4000 |
405 |
89,9 |
|
|
0,6 |
2505 |
107 |
95,7 |
|
|
0,7 |
1000 |
46 |
95,4 |
|
|
0,8 |
500 |
27 |
94,6 |
|
|
0,9 |
180 |
12 |
93,5 |
|
|
1 |
140 |
7 |
95 |
|
|
1,5 |
45 |
3 |
93,3 |
|
|
2 |
28 |
1 |
96,6 |
Электрический фильтр ФЭ собирают из унифицированных ячеек. Основные технические показатели фильтра ФЭ приведены в табл. 6.
Таблица 6
Основные технические показатели фильтров типа ФЭ
|
Показатели |
Ф1Э1 |
Ф3Э2 |
Ф5Э3 |
Ф8Э4 |
Ф10Э5 |
Ф14Э6 |
Ф18Э7 |
|
|
Номинальная пропускная способность, тыс. м3/ч |
10 |
19 |
33 |
55 |
66 |
100 |
130 |
|
|
Площадь рабочего сечения (округлено), м2 |
1 |
3 |
5 |
8 |
10 |
14 |
13 |
|
|
Количество ячеек шириной, мм: 758 965 |
7 - |
14 - |
- 18 |
24 12 |
- 36 |
- 54 |
- 72 |
|
|
Потребляемый ток, мА |
7 |
14 |
24 |
42 |
54 |
81 |
110 |
|
|
Потребляемая мощность, Вт |
100 |
200 |
350 |
600 |
600 |
1100 |
1500 |
|
|
Масса, кг |
205 |
367 |
583 |
963 |
1120 |
1640 |
2125 |
|
|
Габаритные размеры, мм: А Н |
820 1840 |
1580 1840 |
2090 2344 |
2625 3098 |
3125 3098 |
3125 4598 |
4125 4598 |
Электрический фильтр может быть снабжен противоуносным фильтром, который представляет собой разъемную рамку с заполнением фильтрующим материалом ФСВУ или пенополиуретаном. На входе в фильтр установлена защитная проволочная сетка.
Уловленную пыль удаляют с помощью промывки водой. Расход воды 0,5 м3 на 1 м3 входного сечения фильтра, 0,08 м3 на 1000 м3 очищаемого воздуха, при давлении воды 300 кПа. Продолжительность промывки 3 - 5 мин. Промывка обычно производится раз в 1 - 2 мес., а при отсутствии противоуносного фильтра - 1 раз в неделю. Полная очистка ячеек фильтра производится 1 - 2 раз в год.
Рисунок 5 - Трубчатый электрофильтр:
1 осадительный электрод; 2 коронирующий электрод: 3 рама; 4 встряхивающее устройство; 5 изолятор.
2.6 Циклоны
Сепарация пылевых частиц в циклоне осуществляется на основе использования центробежной силы.
Циклоны широко применяются для очистки от пыли вентиляционных и технологических выбросов во всех отраслях народного хозяйства. Можно утверждать, что циклоны являются наиболее распространенным видом пылеулавливающего оборудования. Их широкое распространение в значительной мере объясняется тем, что они имеют многие преимущества - простота устройства, надежность в эксплуатации при сравнительно небольших капитальных и эксплутационных затратах. Надежность циклонов обусловлена, в частности, тем, что в их конструкции нет сложного механического оборудования.
Капитальные и эксплутационные затраты на пылеулавливающие установки, оборудованные циклонами, значительно меньше соответствующих расходов для установок с рукавными фильтрами, а тем более электрофильтрами. Циклоны делятся на циклоны большой производительности и циклоны высокой эффективности. Первые имеют обычно большой диаметр и обеспечивают очистку значительных количеств воздуха. Вторые - сравнительно небольшого диаметра (до 500 - 600 мм). Очень часто применяют групповую установку этих циклонов, соединенных параллельно по воздуху.
Циклоны, как правило, используют для грубой и средней очистки воздуха от сухой неслипающейся пыли. Принято считать, что они обладают сравнительно небольшой фракционной эффективностью в области фракций пыли размером до 5 - 10 мкм, что является основным их недостатком. Однако циклоны, особенно циклоны высокой эффективности, улавливают не такую уж малую часть пыли размером до 10 мкм - до 80 и более процентов.
В современных высокоэффективных циклонах, в конструкции которых учтены особенности улавливаемой пыли, удалось существенно повысить общую и фракционную эффективность очистки. Отмеченный выше недостаток обусловлен особенностями работы циклонов, в частности, турбулизацией потока запыленного воздуха, которая препятствует сепарации пыли.
Разработано и применяется в технике обеспыливания большое число различных типов циклонов, которые отличаются друг от друга формой, соотношением размеров элементов и т. д.
Корпус циклона состоит из цилиндрической и конической частей.
По форме циклоны разделяются на цилиндрические (Hц > Hк) и конические (Hк > Hц), Hц и Hк соответственно высота цилиндрической и конической части циклона. Коническая часть аппарата выполняется в виде прямого конуса, обратного конуса или может состоять из двух конусов - прямого и обратного. Строение конической части определяет особенности движения пылевоздушного потока в этой части циклона и оказывает существенное влияние на процесс сепарации, а также коагуляцию некоторых видов пыли в аппарате, на устойчивость его работы при улавливании данных видов пыли.
Запыленный воздух поступает в циклон через патрубок, очищенный - удаляется через выхлопную трубу. В зависимости от способа подведения воздуха к циклону различают циклоны с тангенциальным и спиральным подводом воздуха. При прочных равных условиях циклоны со спиральным подводом обладают более высокой эффективностью очистки. Поток запыленного воздуха входит в корпус циклона обычно со скоростью 12 - 14 м/с.
Применяют циклоны правые (вращение потока запыленного воздуха по часовой стрелке, если смотреть сверху) и левые (вращение против часовой стрелки).
Ниже рассматриваются теоретические основы циклонного процесса и наиболее распространенные и характерные виды циклонных аппаратов.
Запыленный воздух, войдя в корпус, движется по спирали вниз вдоль стенок корпуса. Крупные пылевые частицы (более 100 мкм) под действием центробежных сил движутся у стенок корпуса, а мелкие частицы (менее 10 мкм) - на некотором расстоянии от стенок. Достигнув уровня прорезей в стенках корпуса, крупные пылевые частицы с частью воздуха удаляются из корпуса через отверстия в пылесборник. Здесь происходит сепарация частиц, и они через патрубок удаляются.
Мелкие пылевые частицы продолжают движение в составе воздушного потока в корпусе циклона, а затем в пылесборнике. Мелкие частицы совместно с крупными покидают аппарат через пылевыпускной патрубок. Воздушный поток через выхлопную трубу выходит из аппарата.
Сферический циклон был испытан в производственных условиях на пыли древесной, цементной, известковой, угольной, песка, щебня, золы и шлака, горелой формовочной смеси. Эффективность очистки находилась в пределах 98 - 99 % (для частиц 10 - 50 мкм).
Повышение эффективности очистки, особенно в области мелких фракций, достигается благодаря более равномерной подаче, распределению и закручиванию пылевоздушного потока (наличие нескольких входных патрубков). Сферическая форма корпуса и пылесборника способствует интенсификации процесса коагуляции частиц.
Таблица 7
Техническая характеристика основных типов циклонов
|
Тип циклона |
Отношение коэффициента гидравлического сопротивления к скорости потока |
Скорость газового потока, м/с |
Степень очистки (медианный размер частиц 8 мкм) при гидравлическом сопротивлении 100 Па и расходе воздуха 1800 м3/ч, % |
|||
|
в сечении корпуса |
во входном отверстии |
в сечении корпуса |
во входном отверстии |
|||
|
ЦН-11 |
250 |
6,1 |
2,9 |
16,2 |
73,1 |
|
|
ЦН-15 |
160 |
7,6 |
3,1 |
13,5 |
71,7 |
|
|
ЦН-24 |
80 |
10,9 |
4,4 |
12,0 |
63,7 |
|
|
ЦН-15У |
170 |
8,2 |
3,2 |
14,6 |
65,2 |
|
|
СК-ЦН-34 |
1200 |
25 |
1,1 |
8,0 |
75 |
|
|
СДК-ЦН-33 |
600 |
20,3 |
1,6 |
9,8 |
74 |
|
|
ЛИОТ |
460 |
4,2 |
5,1 |
21,5 |
67,7 |
|
|
ВЦНИИОТ |
- |
9,3 |
13,5 |
- |
71,9 |
|
|
СИОТ |
- |
6,0 |
3,9 |
17,0 |
71,7 |
Рис. 3. Циклон типа ЦН-15П:
1 - коническая часть циклона; 2 - цилиндрическая часть циклона; 3 - винтообразная крышка; 4 - камера очищенного газа; 5 - патрубок входа запыленного газа; 6 - выхлопная труба; 7 -бункер; 8 - люк; 9 - опорный пояс; 10 - пылевыпускное отверстие.
2.7 Волокнистые фильтры
В волокнистых фильтрах фильтрующий слой образован относительно равномерно распределенными тонкими волокнами фильтрующих материалов. Эти фильтры предназначены для улавливания частиц мелкодисперсной и особо мелкодисперсной пыли при ее концентрации в очищаемом воздухе (газе) в пределах 0,5 - 5 мг/м3.
Волокнистые фильтры могут быть подразделены на тонковолокнистые, глубокие и грубоволокнистые фильтры.
Тонковолокнистые фильтры служат для улавливания высокодисперсной пыли и других аэрозольных частиц размером 0,05 - 0,1 мкм с эффективностью не менее 99 %. В качестве фильтровального материала используется ФП (фильтр Петрянова).
Для тонкой и условно грубой очистки применяют фильтры ПФТС, снаряженные стекловолокном. Производительность фильтров 200 - 1500 м3/ч, сопротивление 200 - 1000 Па. Фильтры применяют в тех случаях, когда температура очищаемой среды выше 60С и в ней находятся вещества, разрушающие материалы ФП.
Основного недостатка тонковолокнистых фильтров (короткий срок службы фильтрующего слоя из-за неприменимости регенерации) лишены глубокие фильтры. Они рассчитаны на срок службы 10 - 20 лет. Это достигается благодаря наличию нескольких фильтрующих слоев общей высотой 0,3 - 2,0 м. Диаметр волокон 8 - 19 мкм. Первый слой фильтра на пути движения очищаемой среды состоит из грубых волокон, последний слой - из тонких. Фильтр применяется в системах стерилизации воздуха в производстве антибиотиков, витаминов и других био- и медицинских препаратов. Фильтр периодически стерилизуют острым паром, затем просушивают сухим воздухом.
Грубоволокнистые фильтры. Эти фильтры называют также предфильтрами, так как их устанавливают перед тонковолокнистыми фильтрами для предварительной очистки воздуха (газов). Благодаря этому снижается стоимость очистки, поскольку стоимость грубоволокнистых фильтров почти в 10 раз ниже тонковолокнистых, их легче заменять или регенерировать. Фильтровальный материал предфильтра состоит из смеси волокон диаметром от 1 до 20 мкм.
Фильтры-туманоуловители. Многие технологические процессы сопровождаются образованием туманов. Так, например образование тумана происходит при испарении масел, производстве и концентрировании различных кислот, производстве хлора и др. Жидкие частицы в тумане имеют размер менее 10 мкм.
Для улавливания частиц тумана в настоящее время применяют волокнистые фильтры-туманоуловители различных конструкций, для которых характерен непрерывный вывод уловленной жидкости.
Применяют в основном два типа фильтров-туманоуловителей: низкоскоростные и высокоскоростные.
Низкоскоростные фильтры снаряжены смесью в определенной пропорции грубых и тонких волокон. В элементе низкоскоростного фильтра соосно расположены две проволочные сетки, пространственно между которыми заполнено волокнами. Трубка в нижней части корпуса аппарата оборудована гидрозатвором, через который уловленная жидкость поступает в корпус аппарата.
Высокоскоростные туманоуловители. Увеличение скорости фильтрации приводит к уменьшению размеров волокнистых фильтров. Высокоскоростные фильтры выпускает фирма «Монсанто». Фильтр состоит из плоских элементов. Они установлены в каркасе, под которым расположен поддон, куда стекает уловленная жидкость. Фильтрующим слоем являются иглопробивные материалы-войлоки. По химической стойкости наиболее универсален полипропиленовый войлок. Толщина слоя - 3 - 12 мм, диаметр волокон 20 - 75 мм. Сопротивление фильтра 500 Па, эффективность улавливания частиц более 3 мм около 100 %.
Рисунок 3 Фильтры тонкой очистки:
а рамный: 1 П-образная планка; 2 боковая стенка; 3 фильтрующий материал; 4 разделитель;
б с сепараторами клиновой формы типа Д-КЛ; 1 фильтрующий материал; 2 рамка-сепаратор клиновой формы;
в комбинированный: 1 секция с набивным слоем из волокон;
2 секция тонкой очистки.
2.8 Тканевые фильтры
Тканевые фильтры по форме фильтрующей поверхности могут быть рукавными и рамочными. Наибольшее распространение в промышленности получили рукавные фильтры. Рукавный фильтр состоит из ряда тканевых рукавов, подвешенных в металлической камере. Верхняя часть рукавов обычно заглушена
Запыленный газ поступает в нижнюю часть аппарата и проходит через ткань рукавов. На поверхности ткани и в ее порах осаждается пыль. По мере увеличения толщины слоя пыли возрастает сопротивление фильтра, поэтому осевшую на ткани пыль периодически удаляют. Процесс фильтрации газа зависит от типа ткани и вида пыли. Гладкие и неворсистые ткани сравнительно легко пропускают запыленный газ. В порах таких тканей задерживаются только крупные частицы пыли. Фильтр начинает хорошо задерживать мелкую пыль только после накопления на поверхности фильтрующих элементов слоя пыли. Для ворсистых, шерстяных тканей с мелкими порами влияние начального слоя пыли менее заметно Ворсистые ткани целесообразно применять при улавливании зернистой гладкой пыли, а при улавливании волокнистой пыли -- лучше гладкие ткани.
Фильтрация тонкой пыли (частицы менее 1--2 мкм) возможна лишь на поверхности ранее осажденной пыли.
Ткани, используемые в качестве фильтровальных материалов, должны отличаться высокой пылеемкостью, воздухопроницаемостью, механической прочностью, стойкостью к истиранию, стабильностью свойств при повышенной температуре и агрессивном воздействии химических примесей, а также минимальным влагопоглощением и способностью к легкому удалению накопленной пыли. Не все применяемые в промышленности материалы удовлетворяют перечисленным требованиям, поэтому каждый материал используют в определенных, наиболее благоприятных для него условиях.
Тканевые фильтры различаются между собой по следующим признакам:
форме тканевых фильтрующих элементов (рукавные, плоские, клиновые и др.);
месту расположения вентилятора относительно фильтра (всасывающие и нагнетательные);
способу регенерации ткани (встряхиваемые, с обратной продувкой, с вибровстряхиванием, с импульсной продувкой и др.);
форме корпуса для размещения фильтрующих элементов (прямоугольные, цилиндрические, открытые);
числу секций в установке (одно- и многосекционные);
виду используемой ткани (шерсть, бязь, стеклоткань и т. д.).
Отечественной промышленностью серийно выпускаются рукавные фильтры типа ФВ, МФУ, РФГ, ФВК, ФРМ, ФВВ, МФВ, МФС, ПФР, ФР.
Рукавные фильтры типа ФВ предназначены для средней и тонкой очистки газов от волокнистой пыли. Рукава выполняют из суровой бязи. Фильтры МФУ применяют для тонкой очистки газов и воздуха от сухой и слипающейся пыли с размером частиц до 1 мкм (цемент, мука, зола).
Таблица 8
Техническая характеристика рукавных фильтров
|
Тип фильтра |
Фильтрующая поверхность, м2 |
Число секций |
Число рукавов в секции |
Диаметр рукава, мм |
Длина рукава, мм |
Масса фильтра, кг |
|
|
ФВК-30 |
15 |
2 |
18 |
135 |
2060 |
1053 |
|
|
ФВК-60 |
45 |
4 |
18 |
135 |
2060 |
1682 |
|
|
ФВК-90 |
75 |
6 |
18 |
135 |
2060 |
2300 |
|
|
ФРМ-1-6 |
105 |
6 |
10 |
- |
- |
5776 |
|
|
ФРМ1-8 |
147 |
8 |
10 |
- |
- |
7137 |
|
|
ФРМ1-10 |
189 |
10 |
10 |
- |
- |
8633 |
|
|
ФВВ-45 |
30 |
3 |
18 |
135 |
2090 |
1735 |
|
|
ФВВ-90 |
75 |
6 |
18 |
135 |
2090 |
2935 |
|
|
МФВ-204 |
350 |
12 |
17 |
220 |
3000 |
- |
|
|
МФС-45 |
30 |
3 |
16 |
172 |
1850 |
4778 |
Рисунок 2 - Рукавный фильтр:
1 корпус;
2 встряхивающее устройство;
3 рукав;
4 распределительная решетка.
2.9 Зернистые фильтры
Фильтрующий слой в этих фильтрах образован зернами сферической или другой форме. Могут использоваться при высоких температурах - до 500 - 800С, в условиях воздействия агрессивной среды. Зернистые фильтры распространены значительно меньше, чем тканевые фильтры. Различают насыпные зернистые фильтры, в которых элементы фильтрующего слоя не связаны жестко друг с другом, и жесткие зернистые фильтры, в которых эти элементы прочно связаны между собой путем спекания, прессования, склеивания и образуют прочную неподвижную систему.
Зернистые жесткие фильтры керамические, металлокерамические и др. обладают значительной устойчивостью к высокой температуре, коррозии, механическим нагрузкам. Их недостаток - высокая стоимость, большое гидравлическое сопротивление, трудность регенерации.
В насадке насыпных фильтров используют песок, гравий, шлак, дробленые горные породы, кокс, крошку резины, пластмасс, графита и др. материалы в зависимости от требуемой устойчивости и к воздействию температуры, химических веществ и др.
Зернистый фильтр может быть единственной ступенью в установке или первой ступенью перед более эффективным фильтром, например с материалами ФП.
Регенерация осуществляется путем рыхления слоя вручную или механически, промывки водой, замены слоя.
Пример такого фильтра - зернистый гравийный фильтр для улавливания пылей с наличием абразивных частиц и агрессивных газов от дробилок, грохотов, сушилок, мельниц, транспортирующих устройств предприятий по производству цемента, извести, гипса, фосфорных удобрений и др. Удельная нагрузка на фильтр - 17 - 50 м3/(м2ч), сопротивление фильтра - в пределах 0,5 - 1,5 кПа. Эффективность очистки - до 99,8 %.
Рисунок 4 Фильтр с движущимися слоями зернистого материала: 1 короб для подачи свежего зернистого материала: 2 питатели; 3 фильтрующие слои; 4 затворы; 5 короб для вывода зернистого материала.
очистка воздух фильтр устройство
Список использованной литературы
Алиев Г.М. Устройство и обслуживание газоочистительных и пылеулавливающих установок - М.: Металлургия, 2003
Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Пылеулавливание и очистка газов - М.: Металлургия, 2001
Денисов С.И. Улавливание и утилизация пылей и газов - М.: Металлургия, 2002
Дубальская Э.Н. Очистка отходящих газов - М., 2002
Техника защиты окружающей среды/Родионов А.И.,Клушин В.П., Торочешников И.С..Учебник для вузов. - М.Химия, 2001 - 512с.
Очистка воздуха.Учебное пособие/Е.А.Штокман - Изд.60 АСВ, 2003 - 320с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Рассмотрение принципа действия, назначения, технологии изготовления, степени надежности и методов очистки тканевых фильтров. Ознакомление с конструкцией, способами регенерации, достоинствами и недостатками использования матерчатых рукавных фильтров.
контрольная работа [21,1 K], добавлен 10.07.2010Анализ схем очистки пылей, образующихся на свинцовом производстве. Токсичность свинцовой пыли. Характеристика эксплуатационных показателей пылеулавливающего оборудования. Расчет размеров аппаратов, используемых для очистки выбросов от свинцовой пыли.
курсовая работа [251,4 K], добавлен 19.04.2011Основные методы очистки масличных семян от примесей. Технологические схемы, устройство и работа основного оборудования. Бурат для очистки хлопковых семян. Сепаратор с открытым воздушным циклом. Методы очистки воздуха от пыли и пылеуловительные устройства.
контрольная работа [5,0 M], добавлен 07.02.2010Характеристика промышленных пылей, их морфология, дисперсный состав и физико-химические свойства. Сухие, мокрые и электрические методы очистки от пыли. Разработка технологической схемы очистки аэропромвыбросов, подбор технологического оборудования.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 23.12.2012Применение сетевых помехоподавляющих фильтров на производстве. Амплитудно-частотная характеристика фильтров. Виды индуктивностей или проходных конденсаторов. Специфика работы дросселей на высоких частотах. Подавление помех в цепях электропитания.
курсовая работа [490,8 K], добавлен 27.04.2016Понятие и особенности построения машин глубокой печати, этапы и принципы реализации данного процесса. Внутреннее устройство данных устройств, их функциональные особенности, классификация и разновидности: листовые, рулонные. Основные производители.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 10.10.2014Плавка цинка и сплавов. Промышленные выбросы пыли при плавке, предельно допустимые концентрации. Классификация систем очистки воздуха и их параметры. Сухие и мокрые пылеуловители. Электрофильтры, фильтры, туманоуловители. Метод абсорбции, хемосорбции.
дипломная работа [5,2 M], добавлен 16.11.2013Проблемы воды и общий фон развития мембранных технологий. Химический состав воды и золы ячменя. Технологическая сущность фильтрования воды. Описание работы фильтр-пресса и его расчет. Сравнительный анализ основных видов фильтров для очистки воды.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 08.05.2010Изучение барабанных вакуум-фильтров с сходящим полотном и с наружной фильтрующей поверхностью. Рассмотрение схемы строения и режимов работы прибора. Расчет на прочность обечайки барабана, торцовой крышки и цапфы. Описание жидкостных и газовых фильтров.
реферат [496,5 K], добавлен 07.09.2011Организация машинного производства. Методы очистки технологических и вентиляционных выбросов от взвешенных частиц пыли или тумана. Расчет аппаратов очистки газов. Аэродинамический расчет газового тракта. Подбор дымососа и рассеивание холодного выброса.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.09.2012
