Тканевые золоуловители

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Cибирский федеральный университет"

Политехнический институт

Кафедра ТЭС

Реферат

Тканевые золоуловители

Руководитель

В.В. Криворучко

Студент ФЭ 12-01Б

№ 071200393

Попова Л.А.

Красноярск 2015

Введение

Выбор газоочистных устройств зависит от объема очищаемых газов, их начальной запыленности, желаемой степени очистки (КПД улавливания), физических параметров газового потока (скорости, температуры, влажности, агрессивности), физико-химических свойств взвешенных частиц (плотности, удельного электрического сопротивления, дисперсности, химического состава и т. д.). В любом случае выбор и оценка работы газоочистительного оборудования должны производиться в первую очередь по степени очистки уходящих газов и только во вторую -- по ее стоимости

Классификация пылеулавливающего оборудования

На рис. 3 приведена классификация основных методов и аппаратов, применяемых на практике для обезвреживания газовых выбросов и очистки различных парогазовых сред от ненужных примесей.

Классификация пылеулавливающего оборудования основана на принципиальных особенностях процесса отделения твердых частиц от газовой фазы, это:

? оборудование для улавливания пыли сухим способом, к которому относятся пылеосадительные камеры, циклоны, вихревые циклоны, жалюзийные и ротационные пылеуловители, фильтры, электрофильтры;

? оборудование для улавливания пыли мокрым способом, к которому относятся скрубберы Вентури , форсуночные скрубберы, пенные аппараты и др. Для очистки воздуха, удаляемого вентиляционными аспирационными системами от твердых и жидких примесей, применяют пылеуловители пяти классов, краткая характеристика которых приведена в табл 3.

Примечание: границы эффективности пылеуловителей указаны с учетом дисперсности пыли. Первое значение эффективности относится к меньшему значению dm; второе ? к большему.

Рис. 3. Классификация методов и аппаратов для обезвреживания газовых выбросов

1. Конструкция и технические характеристики

В настоящее время в энергетике получают применения тканевые фильтры, использовавшиеся ранее в других отраслях промышленности для улавливания пыли. Поскольку электрофильтры плохо улавливают частицы 10 мкм и меньше, это стало причиной того, что в США на новый ТЭС электрофильтры заменяют рукавными фильтрами. Фильтрация в них осуществляется через гибкую ткань, изготовляемую из тонких нитей диаметром 100-300 мкм. Фильтры благодаря цилиндрической форме получили названия рукавных.

При использовании тканевых пылеуловителей воздух очищается практически до 99,9%. Скорость газового потока через ткань должна быть очень низкой: u = 0,01…0,02 м/с.

Гидравлическое сопротивление оказывается высоким: 0,5…1,5 кПа. При прохождении запыленного воздуха через ткань, пыль, содержащаяся в нем, оседает в порах фильтрующего материала, либо на слое пыли, которая накапливается на его поверхности. Наибольшую трудность при эксплуатации представляет удаление осевшей на ткани золы.

Для этого применяется механическое встряхивание либо продувка воздуха в обратном направлении, причем на это время очищаемая секция, как правило, должна отъединяться от газового потока шиберами.

В качестве фильтрующего материала используют: фильтр-сукно, хлопчатобумажные ткани, шерсть, капрон, стеклоткань, лавсан и разные сетки.

Тканевые рукавные пылеуловители широко используются для улавливания грубых и тонких фракций пыли.

Рукавный пылеуловитель имеет такую конструкцию - фильтр РФГ-УМС-4, служащий для улавливания пыли из вентиляционного воздуха и технологических газов. Выполняются рукавные пылеуловители сдвоенными или одинарными. Рукавные одинарные пылеуловители состоят из шести, четырех, восьми и десяти секций, а сдвоенные - из двойного числа секций. В каждой из секций установлено в шахматном порядке в три ряда 14 матерчатых рукавов. Площадь поверхности фильтрации каждого из рукавов составляет 2 м2, а одной секции - 28 м2.

Чтобы на ткани и на стенках рукавов не скапливалась влага в ходе установки пылеуловителей нужно учитывать влажность и температуру очищаемого воздуха. Рукавный пылеуловитель РФГ включает бункер, корпус, газораспределительный короб, крышку с механизмом для встряхивания рукавов, а также переключения дроссель-клапанов, фильтровальные рукава, вентилятор для продувки рукавов, коллектор очищенного воздуха, шлюзный затвор и шпек для выгрузки.

Корпус фильтра представляет собой металлический шкаф, разделенный вертикальными перегородками на секции, в каждой из которых размещена группа фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены и подвешены к раме, соединенной с встряхивающим механизмом. Внизу имеется бункер со шнеком для выгрузки пыли. Встряхивание рукавов в каждой из секций производится поочередно.

В тканевых фильтрах применяют фильтрующие материалы двух типов: обычные ткани, изготовляемые на ткацких станках, и войлоки, получаемые путем свойлачивания или механического перепутывания волокон иглопробивным методом. В типичных фильтровальных тканях размер сквозных пор между нитями достигает 100?200 мкм.

К тканям предъявляются следующие требования:

1) высокая пылеемкость при фильтрации и способность удерживать после регенерации такое количество пыли, которое достаточно для обеспечения высокой эффективности очистки газов от тонкодисперсных твердых частиц;

2) сохранение оптимально высокой воздухопроницаемости в равновесно запыленном состоянии;

3) высокая механическая прочность и стойкость к истиранию при многократных изгибах, стабильность размеров и свойств при повышенной температуре и агрессивном воздействии химических примесей; 4) способность к легкому удалению накопленной пыли;

5) низкая стоимость.

Существующие материалы обладают не всеми указанными свойствами и их выбирают в зависимости от конкретных условий очистки. Например, хлопчатобумажные ткани обладают хорошими фильтрующими свойствами и низкой стоимость, но недостаточная химической и термической стойкостью, высокой горючесть и влагоемкость.

Синтетические ткани вытесняют материалы из хлопка и шерсти благодаря более высокой прочности, стойкости к повышенным температурам и агрессивным воздействием, более низкой стоимости. Среди них нитроновые ткани, которые используют при температуре 120?130 в химической промышленности и цветной металлургии. Стеклянные ткани стойки при 150?350. Их изготавливают из алюмоборосиликатного бесщелочного или магнезиального стекла.

Скорость газового потока через ткань должна быть очень низкой: u = 0,01…0,02 м/с.

Гидравлическое сопротивление оказывается высоким: 0,5…1,5 кПа. Наибольшую трудность в эксплуатации представляет удаление осевшей на ткань золы. Для ее удаления применяется механическое встряхивание либо продувка воздухом в обратном направлении, причем на это время очищаемая секция, как правило, должна отъединяться от газового потока шиберами.

2. Принцип работы

Эти фильтры имеют наибольшее распространение. Возможности их использования расширяются в связи с созданием новых температуро-стойких и устойчивых к воздействию агрессивных газов тканей. Наибольшее распространение получили рулонные (рис. 13) и рукавные (рис. 14) фильтры.

Рис. 13. Рулонные фильтры обычного типа (а) и компактные (б)

Рулонные фильтры ФРУ и ФРП поставляют на монтаж в разобранном виде, посекционно, со снятым приводом, фильтры собирают из одной, двух или трех унифицированных секций шириной 800 или 1050 мм.

До начала монтажа фильтров проверяют соответствие проемов для прохода воздуха габаритным размерам фильтра, горизонтальность площадки или постамента, принимают вентиляционную камеру под монтаж.

Рулонный фильтр монтируют в такой последовательности: устанавливают на площадке или постаменте приводную секцию; секции фильтра соединяют между собой стяжками и горизонтальными уголками присоединительных фланцев; при соединении секций устанавливают их нижние валы, чтобы они вошли в зацепление с соединительной муфь той приводной секции; устанавливают прижимы, электропривод- с цепью и нижние катушки фильтра; собранный фильтр присоединяют на болтах с прокладками с помощью патрубка с контрфланцем к воздушному проему; на верхний вал помещают катушки с фильтрующим материалом и пропускают начало полотен вниз по подвижным решеткам до закрепления их на нижних свободны катушках.

Золоулавливание и очистка газов в рукавных фильтрах происходит за счет фильтрации газов через ткань и электростатического взаимодействия между частицами уноса и тканью. Газы подаются снаружи рукавов фильтра, проходят через поры ткани и удаляются из внутренней полости рукавов очищенными от уноса. Частицы уноса, осажденные на поверхности ткани, периодически удаляются в золовой бункер путем продувки рукавов сжатым воздухом.

Рис. 14. Рукавный фильтр:

1 ? корпус;

2 ? встряхивающее устройство;

3 ? рукав; 4 ? распределительная решетка

Очищаемый воздух подводится посредством воздуховода к входному фланцу короба бункера, отвечающему за распределение газа (с задней или передней торцевой стороны пылеуловителя) и опускается под действием направляющей перегородки в нижнюю область бункера, где совершает поворот на 180° и переходит в рукава. В ходе прохода через ткань рукавов происходит очистка воздуха от пыли, оседающей на внутренней поверхности рукавов. Чистый воздух поступает в межрукавное пространство секций и потом в коллектор, предназначенный для него.

Регенерация ткани происходит за счет одновременного встряхивания рукавов и их обратной продувки. В данном случае регенерируемая секция от коллектора очищенного воздуха отключается.

Каждая половина двойного пылеуловителя обладает своим механизмом переключения клапанов и встряхивания. Переключение клапанов на продувку и встряхивание выполняется электродвигателем через редуктор. Одна секция встряхивается в течение 1 минуты при длительности фильтрования 9 минут, а весь цикл работы составляет 10 минут.

Для продувки рукавов применяется вентилятор, который установлен на одном валу с электрическим двигателем. Продувают одновременно только одну секцию. Воздух для продувания попадает в секцию из коллектора продувочного воздуха, потом проходит сквозь ткань рукавов в противоположном направлении потоку очищаемого воздуха, и поступает во внутреннюю область рукавов. В ходе регенерации ткани, пыль с поверхности рукавов опускается в бункер, а из него шнеком транспортируется к шлюзовому затвору, сквозь который удаляется.

Допустимая нагрузка воздуха с пылью на 1 фильтрующего материала, а также общая пропускная способность прибора зависят от первоначальной запыленности воздуха и дисперсного состава пыли и могут быть определены по данным ГПИ Сантехпроекта.

Скорость фильтрации газов составляет 2-3,5 м/мин. Необходимая площадь поверхности ткани рукавов 50- 70 на 1 газов.

Из других видов тканевых пылеуловителей используются рукавные всасывающие фильтры ФВК-30, 60, 90, ФВ-30, 45, 60, 90; фильтры рукавные ФР-10, ФРМЫО, ФРМ1-8, ФРМ1-6 и т.д.

60, 90, Рукавный пылеуловитель, ФВ-30, ФВК-30, фильтр рукавный, фильтр ФРИД, фильтр ФРКН, фильтр ФРО, фильтры рукавные ФР-10, ФРМ1-6, ФРМ1-8, ФРМЫО.

Фильтры с регенерацией встряхиванием имеют специальные колотушки, расположенные на наклонных рамах, на которых крепятся рукава. К недостатками этого метода относится быстрый износ ткани рукава.

По этой причине, особенно при использовании стеклоткани для регенерации фильтров, используют вибраторы, осуществляющие горизонтальные трясущие либо полоскательные движения рукавов. Такие фильтры конструктивно выполняются многокамерными с подачей дымовых газов внутрь рукавов. Регенерация фильтра осуществляется с помощью сжатого воздуха низкого давления. Избыточное давление воздуха не превышает Па. Такая регенерация является щадящей, при этом срок эксплуатации рукавов достигает 16 тыс. часов. Ресурс фильтрующей ткани определяется появлением дефектов в ткани либо ростом ее сопротивления из-за склеивания пор. Рукава обычно имеют следующие размеры: диаметр 300 мм, длину 10 м. Площадь фильтрации одного рукава составляет 10 .

Число рукавов в одной камере может быть 100 и более. Дымовые газы проходят снизу внутрь рукавов, осаждение частиц пыли осуществляется на внутренней поверхности стенки рукава.

Широкое распространение получили также рукавные фильтры, в которых регенерация осуществляется воздухом при высоком избыточном давлении. (рис. 4)

Этого удалость достичь благодаря использованию в качестве фильтрующего материала игольчатого войлока, имеющего высокую прочность. В фильтрах этого типа дымовых газы подаются в рукав всегда снаружи (с периферии). Для регенерации фильтров кратковременно сверху вниз в рукав " выстреливают" струю воздуха при высоком давлении со скоростью звука.

Происходят встряхивание и деформация рукава, который вздувается, благодаря чему слой пыли стекает вниз и удаляется (рис. 5). Можно регенерировать как отдельные рукава, так и ряды рукавов, отключать подачу дымовых газов в этом случае не обязательно. Процесс регенерации продолжается от 100 до 300 мс. Для таких фильтров нет необходимости иметь многокамерную конструкцию. Давление воздуха в резервуаре для регенерации варьируется от 0,5 Па до 7 Па.

Тканевые фильтры и электрофильтры требуют приблизительно одинаковых капитальных и эксплуатационных затрат, но в отличие от электрофильтров тканевые электрофильтры проще в эксплуатации и более эффективны.

Кроме рукавных тканевых фильтров находят применение и карманные тканевые фильтры, хотя они и менее распространены. Фильтрующая ткань в них выполняется в форме прямоугольных плоских карманов, закрепленных на специальных рамах. Поток дымовых газов проходит через наружную поверхность ткани внутрь кармана. Таким образом очистка дымовых газов от золы происходит на наружной стороне ткани.

Преимущество карманной конструкции фильтров заключается в возможности вывести из процесса работы любую отдельную камеру без выключения всей фильтровальной установки. Кроме того, есть возможность наращивания установки добавочными камерами. Вместе с тем, при одинаковых габаритных размерах в установке с рукавными фильтрами можно разместить большую фильтрационную поверхность, чем в установке с карманными тканевыми фильтрами. Обычно камерные фильтры применяют на малых энергоустановках.

Использование тканевых фильтров позволяет довести степени очистки дымовых газов до 99,9 % и снизить содержание золовых частиц в уходящих газов котлов ТЭС до 35-50 мг/ , что соответствует показателям экологически безопасных ТЭС.

тканевый фильтр газовый

Заключение

Не получили широкого распространения, так как при относительно высокой температуре уходящих газов и высокой влажности поры быстро забиваются твердыми частицами, что ведет к большим трудозатратам по их очистке (либо к частой замене). Тканевые фильтры применяют за рубежом для очистки газов от котлов, работающих на угле производительностью до 90 т/ч.

Список использованных источников

1. Процессы и аппараты защиты окружающей среды: Курс лекций по дисциплине "Процессы и аппараты защиты окружающей среды": Часть 1 / сост. И.Г. Кобзарь, В. В. Козлова. - Ульяновск: УлГТУ, 2007. - 68 с.

2. Повышение экологической безопасности тепловых П 429 электростанций: Учеб, пособие / А.И. Абрамов, Д.П. Елизаров, А.Н. Ремезов и др.; Под ред. А.С. Седлова. -- М.: Издательство МЭИ, 2001, -- 378 с., ил.

Размещено на Allbest.ru