Фільтрування аерозолів

Для тонкого очищення газів від пилу їх піддають фільтруванню, пропускаючи аерозоль через фільтрувальні перегородки, які вільно пропускають повітря, але затримують аерозольні частки.

Фільтрування запиленого потоку через шар пористого матеріалу є складним процесом, що включає дію ситового ефекту, інерційного зіткнення, броунівської дифузії, дотику (зачеплення), дії гравітаційних і електричних сил. Проходячи через фільтруючу перегородку, потік газу розділяється на тонкі струмені, що постійно роз’єднуються і з’єднуються. Частки, володіючи інерцією, прагнуть переміщатися прямолінійно, стикаються з волокнами, зернами і утримуються ними. Вважають, що потік має безвіхревий рух, а частки - сферичну форму, частки при зіткненні з циліндричними волокнами на їх поверхні затримуються силами міжмолекулярної взаємодії. Відстані між циліндричними волокнами досить значні у порівнянні з розмірами часток (у 5­10 разів перевищують розміри часток).

Дослідження високоефективних фільтрів, виконаних з дуже тонких волокон, показали, що ефективність цих фільтрів знижується при фільтруванні часток з розмірами 0,1-0,3 мкм, для яких інерційний ефект вже майже невідчутний, а дифузійний ще недостатньо діє.

Осадження часток за рахунок ефекту зачеплення не залежить від швидкості газів, але у значній мірі визначається режимом течії газового потоку. Ефективність осадження часток поодинокими волокнами при броунівському русі (температура потоку нижче 100°С) може бути визначена за наближеною формулою

де υ_c - швидкість газового потоку, м/с; й_ч - діаметр часток пилу, мкм; й_в - діаметр волокна, м.

Потрібно враховувати, що на шляху руху запиленого потоку розташовано зазвичай кілька рядів волокон, що значно підвищує загальну ефективність осадження.

З осадженням часток на фільтрувальному матеріалі зменшується розмір пор і утворюється шар пилу зі значно меншими порами, ніж у незапиленому фільтрувальному матеріалі. Отже робочим шаром при фільтруванні є саме фільтрувальний матеріал з затриманими на ньому пиловими частками. Він і визначає ефективність очищення. При відкладанні пилу зростає гідравлічний опір, зменшується продуктивність фільтру. Тому, при досягненні деякого

значення опору пил періодично видаляють. Цей процес називається регенерацією фільтра.

Рукавний фільтр (рис. 2.6) - один з найефективніших фільтрів для очищення високозапиленого повітря. Для виготовлення рукавних фільтрів застосовуються матеріали на основі полістиролу, поліпропілену, поліаміду, поліакрилнитрилу, полівінілсульфіду, араміду. Фільтри можуть бути виготовлені з внутрішньою і зовнішньою робочою поверхнею. Рукавні фільтри призначені для очищення пилогазоповітряних потоків з температурою до +260°С і вихідної запиленістю до 100 г/м³. Запиленість на виході після процесу фільтрування становить не більше 10 мг/м³, а чистота повітря після очищення понад 99%. У якості фільтруючих елементів у рукавних фільтрах

використовуються рукава виготовлені з нетканого голкопробивного матеріалу.

Рисунок 2.6 - Рукавний фільтр

Рукавний фільтр складається з корпусу прямокутної або круглої форми, бункера, фільтрувальних рукавів, які підвішені всередині корпусу, спеціальних клапанів і пристрою управління

регенерації. Регенерацію рукавів здійснюють після граничного накопичення пилу на фільтрувальній поверхні рукава. Рукавний фільтр універсальний тим, що його конфігурація і габаритні розміри можуть бути різні, з урахуванням розміру робочого місця під фільтр.

Рукавні фільтри призначені для очищення димових газів, так і аспіраційних викидів підприємств різних галузей промисловості: чорної металургії; кольорової металургії; виробництва будівельних матеріалів; машинобудування; ливарного виробництва; металообробки; скляної промисловості; хімічної промисловості; харчової промисловості.

2.1.3