Волокнисті фільтри
Волокнисті фільтри. Загальний опис
Волокнисті фільтри набагато ефективніші і продуктивніші за рукавні - швидкість фільтрування в них у кілька десятків разів вища, та й ефективність уловлювання крапель чи не 100%. Це пов'язано з тим, що у даних фільтрах використовується зовсім новий спосіб очищення промислових газів від розчинних частинок і крапель туману. У волокнистих фільтрах газ пропускається через спеціальний волокнистий туманоуловлювач, який є шаром повсті, що складається з безлічі синтетичних волокон.
Волокнисті фільтри сьогодні в основному застосовуються у виробництвах термічної фосфорної та сірчаної кислоти, де вони виступають у ролі уловлювачів бризок при упарюванні та концентруванні лугів та кислот. Крім цього, вони нерідко використовуються в скруберах (апарати промивання газів) як абсорбційна насадка, завдання якої - уловлювати різні газоподібні домішки (наприклад, домішки, що містяться у вентиляційних викидах гальванічних цехів).
У виробництві пігментного діоксиду титану при упарюванні термічної фосфорної та гідролізної сірчаної кислот для очищення газів, що відходять, використовують двоступінчасті волокнисті фільтри. Перший ступінь даних фільтрів оснащений тонкими касетами, які мають голкопробивну об'ємну повсть, що складається з поліпропіленових волокон. Фільтрувальна поверхня регенерується періодичним промиванням водою, при цьому процес не зупиняється. Другий ступінь двоступінчастих волокнистих фільтрів оснащений циліндричними елементами, які забезпечені повстю з волокон діаметром від 25 до 40 мкм. Продуктивність фільтрів газу, розмір яких 4х3х3 метри, становить 50 тисяч кубометрів на годину.
Застосування даних фільтрів все ж таки кількаобмежено в силу того, що при очищенні газів, що містять тверді частинки, волокнам обов'язково потрібне періодичне промивання.
Волокнисті фільтри дуже схожі з тканинними, однак у них більш високий ступінь пиловловлення (до 99%) і більший час накопичення шару пилу на його поверхні. Але такі фільтри досить погано переносять регенерацію. Саме з цієї причини волокнисті фільтри застосовують в основному для очищення малозапилених потоків, в яких концентрація пилу становить не більше 2 грамів на кубометр, а розмір частинок в діаметрі становить менше 2-10 мікрон. Фільтруючими матеріалами тут виступають картон, папір або набивні матеріали.
Волокнисті фільтри перевершують тканинні ще й у тому, що вони здатні вловлювати не тільки пил, а й рідкі аерозолі.
Розрізняють два основні види волокнистих фільтрів:
- фільтри тонкого очищення;
- глибокі фільтри.
Перші, тобто фільтри тонкого очищення використовують, як правило, для очищення повітря від високотоксичних і радіоактивних домішок, що містяться в ньому, концентрація яких не перевищує 0,5-5,0 міліграм на кубічний метр, в тому числі знаходяться і аерозолі. Ці фільтри здатні вловлювати частинки діаметром 0,05-5 мікрон. Уловлювання здійснюється за рахунок того, що відбувається броунівський рух частинок, а також ефект торкання на волокна фільтруючого матеріалу (полістиролу, перхлорвінілу тощо). При цьому швидкість фільтрації не буває більше 0,01-0,15 метрів за секунду, а перепад тиску становить від 200 до 300 Паскалів. Щоправда, у запилених фільтрах перепад тиску набагато більший і становить, як правило, від 700 до 1500 Паскалів. Фільтри тонкого очищення мають дуже високу ефективність уловлювання пилу – понад 99 відсотків.
Уфільтрах малої продуктивності, де концентрація пилу становить менше 0,5 міліграма на кубічний метр, в один корпус поміщають відразу кілька фільтрів, одні з яких фільтри тонкого очищення з перхлорвінілу, а інші - фільтри глибокого очищення з набивного шару лавсанових (поліефірних) волокон, товщина яких становить 100 мікронів. Ці фільтри прийнято називати двоступінчастими чи інакше – комбінованими.
Комбінований волокнистий фільтр
Фільтри тонкого очищення здатні прослужити трохи більше 5 років, їх регенерація абсолютно нерентабельна.
Другі, тобто глибокі фільтри, використовують, як правило, для стерилізації (знезараження) повітря на виробництвах, де випускають вітаміни, антибіотики та інші продукти ферментації. Щоб ці фільтри прослужили якнайдовше, їх виробляють багатошаровими. Один із шарів – лобовий, роблять із грубих волокон, інший, більш тонкий шар виконують із тонких волокон, при цьому щільність самої упаковки волокон по глибині фільтра неоднакова, вона змінюється. Глибокі фільтри здатні вловлювати частки розміром понад 0,5 – 5 мікронів. Таким чином, це значно збільшує термін їхньої служби, такі фільтри можуть працювати до 20 років.
Глибокі фільтри, крім іншого, використовують і для очищення повітря від різних бактерій. Очищення у такому разі відбувається у два етапи: 1) скляне волокно, де фільтрація здійснюється зі швидкістю приблизно 1,5 метра на секунду. Даний шар фільтра можна протягом чотирьох годин регенерувати та стерилізувати гострим паром, після чого висушити; 2) базальтове волокно.
Туманоуловлювачі. Загальний опис
Туманоуловлювачі є різновидом волокнистих фільтрів. Їх застосовують для уловлювання крапельок рідини, розмір яких перевищує 10 мікронів.у виробництвах сірчаної кислоти та хлор газу. Фільтруючою перегородкою в них є набивний матеріал, який був отриманий з полімерних волокон пробивним способом - в результаті виходить досить об'ємна структура, яка в процесі експлуатації апарату насичується рідиною, а ця рідина потім видаляється краплями під дією сили тяжіння.
Туманоуловлювачі відрізняються високим ступенем очищення. Крім того, вони мають нескладну конструкцію, надійні в роботі, прості в установці та експлуатації, а найголовніше – здатні очистити тонкодисперсні тумани до будь-якої залишкової концентрації. Однак у цих апаратів є один досить великий недолік - вони можуть зарости, якщо в тумані є значна кількість твердих частинок. При уловлюванні туманів дуже велику роль відіграє відносна вологість газу. Якщо її величина нижче рівноважної вологості, то на волокнах фільтра починає з'являтися щільна сольова оболонка, яка швидко збільшується. Щоб уникнути цього в гази додають, так звану, «м'яту» пару, тобто розпилену рідину або сам шар зрошують з форсунок.
Розрізняють три основні типи фільтрів-туманоуловлювачів:
1) Низькошвидкісні (υ 0,5 - 1,2 м/с) – мають шар грубих волокон, діаметр яких становить від 20 до 100 мікронів. Дані фільтри-туманоуловлювачі призначені виділення з газу частинок понад 1 мікрона. 3) Багатоступінчасті – складаються з двох або трьох високошвидкісних та низькошвидкісних фільтрів, у яких перший ступінь працює на швидкостях, що перевищують критичну. Цей ступінь укрупнює краплі, що уловлюються, при великих концентраціях туману. Дані фільтри-туманоуловлювачі призначені для уловлювання аерозолів розчинних амонійних солей від грануляційних веж інейтралізаторів.
Туманоуловлювачі циліндричної форми
Опис продукту
Туманоуловлювачі - це пристрої, спеціально спроектовані головним чином видалення дрібних частинок вологи (субмікронного розміру) чи твердих частинок з потоку повітря чи газу. Вони схожі на сітчасті насадки туманоуловлювачів, тільки нитки (волокно) дуже тонкі, сплетені дуже тісно у довільному порядку.
Туманоуловлювачі спроектовані в циліндричній формі (патронні фільтри) між двома концентричними каркасами з сітчастою тканиною, в які щільно упаковано, вкладено, увите або оповите спеціальне волокно з різних матеріалів.
Збираючий механізм туманоуловлювача
Вихідний об'єкт будь-якого приладу для поділу захопленої вологи (введеного туману) від потоку технологічного газу – це зібрати всі окремі частинки разом у нерозривну плівку рідини на твердій поверхні, з якої її можна прибрати. Існує кілька механізмів, якими окремо чи комбінації, залежно від природи вологи, можна це зробити. Вони включають інерційне зіткнення, пряме захоплення, броунівський рух і електростатичне тяжіння.
Частинки, які більше 3 мікрон, є відносно великими, і можна скористатися їх імпульсом для збору інерційним зіткненням. Коли потік газу стикається з перешкодою, як наприклад волокно, він змінює свій «шлях» або «напрямок течії» від перешкоди, але імпульс частинки 3+ мікрон несе їх (направляє) вперед, так що вони стикаються з волокном і збираються (навколо або на волокні).
Цей тип туманоуловлювача працює із швидкістю волокнистого каркаса близько 0.10-0.15 м/сек залежно від специфіки процесів. Ефективність збору переважно 100% длявсіх частинок розміром 3 мікрон і більше, і 99,5% або більше частинок розміром менше 3 мікрон. Такий тип не має проблем зі зміною робочого діапазону: таким чином, чим менша швидкість волокнистого каркасу, тим більша ефективність збору, особливо для субмікронних частинок.
Технічний опис
Процес та примітки з механіки
Для застосування в роботі з газом ми пропонуємо Вам елементи туманоуловлювача. Елементи туманоуловлювача забезпечує високу ефективність поділу вологи (туману).