Доклад на тему: "Очистка газов в фильтрах"

В основе работы пористых фильтров лежит процесс фильтрации газов через пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее.ФильтрыНа практике применяются устройства, которые по конструкционному исполнению условно следует подразделять на угловые и линейные.На рис. 1 изображен фильтрующий элемент углового типа, предназначенный для транспорта газового потока. Это один из существующих вариаций ассортимента устройств подобного рода.Кроме того, различия конструкций фильтров газа проявляются еще и по направлению движения газового потока через прибор. Соответственно, существуют два вида исполнения: прямоточный и поворотный.Традиционно корпусная часть газовых фильтров исполняется из металлов - чугуна, стали, алюминия, и здесь также следует рассматривать разнообразие конструкций корпуса.Наконец, газовые фильтры разделяются еще по такому критерию, как материал фильтрации:сетчатый;кассетный.Для первого варианта характерным является металлическая сетка, сплетенная из тонкой проволоки.Во втором случае обычно речь идет о специальных набивных кассетах, где используется тонкая капроновая нить или конский волос. Эти материалы дополнительно пропитываются специальным (висциновым) маслм.Процесс и механизм фильтрацииВ процессе фильтрации поток запыленного газа в объеме фильтрующего материала дробится на мелкие струйки, которые, обтекая структурные элементы материала, способствуют приближению взвешенных частиц к поверхности элементов или поверхности пор. В результате происходит их осаждение под действием сил инерции, касания, броуновской диффузии, гравитационных и электрических сил. Часть крупных частиц задерживается за счет ситового эффекта, возникающего, когда размеры частиц превышают размеры пор или каналов - между структурными элементами фильтрующей перегородки.В процессе очистки запыленного газа частицы приближаются к волокнам или к поверхности зерен материала, сталкиваются с ними и осаждаются главным образом в результате действия сил диффузии, инерции и электростатического притяжения.Проходя через фильтрующую перегородку, поток разделяется на тонкие непрерывно разъединяющиеся и смыкающиеся струйки. Частицы, обладая инерцией, стремятся перемещаться прямолинейно, сталкиваются с волокнами, зернами и удерживаются ими. Такой механизм характерен для захвата крупных частиц и проявляется сильнее при увеличении скорости фильтрования. Электростатический механизм захвата пылинок проявляется в том случае, когда волокна несут заряды или поляризованы внешним электрическим полем.Тканевые фильтрыВ тканевых фильтрах, применяемых для очистки газов и аспирационного воздуха, используют ткани (из природных, синтетических и минеральных волокон) и нетканые материалы (фетр, войлок, иглопробивные полотна). Фильтры этого типа иногда называют фильтрами с гибкими перегородками.На Рис. 2 изображено устройство и принцип действия тканевого рукавного фильтра.Расчёт тканевого фильтра:где V’o,r – расход сухого очищаемого газа при нормальных условиях, м3/ч;С tr r и С tr ,Dr– теплоемкости соответственно запыленного газа при температурах tr и tr,D, кДж/(м3град);С tвв – теплоемкость атмосферного воздуха при tв, кДж/(м3град);trD – допустимая рабочая температура очищаемого газа, °С;tr – температура отходящего на очистку газа, °С;tв – температура воздуха, °С.Особенности улавливания пыли тканямиРазвитие техники фильтрации направлено в основном по двум путям: создание способов регенерации для фильтровальных материалов войлочного типа, позволяющих работать при повышенной скорости с сохранением эффективности пылеулавливания, и разработка новых видов фильтровальных материалов, прежде всего войлочного типа, позволяющих снизить гидравлическое сопротивление, повысить производительность аппаратов по газу и увеличить срок службы фильтровальных элементов.Зернистые фильтры, конструкция, области применения Зернистые фильтры используются для очищения сточных вод в условиях нефтепромыслов.Фильтрующие слои, состоящие из зерен сферической или любой другой формы, применяются для очистки газов реже, чем волокнистые материалы. Преимущества зернистых фильтров следующие: доступность материалов, возможность работать при очень высоких температурах и в условиях агрессивной среды, выдерживать большие механические нагрузки и перепады давлений, а также резкие изменения температуры.Различают два типа зернистых фильтров:1) зернистые насадочные (насыпные фильтры). В этих фильтрах фильтрующие элементы (гранулы, куски, зерна сыпучего материала) не связаны друг с другом. К ним относятся статические (неподвижные фильтры), динамические подвижные слоевые фильтры с гравитационным перемещением сыпучей среды; фильтры с псевдоожиженным слоем;2) жесткие пористые фильтры, в которых зерна прочно связаны друг с другом в результате спекания, прессования или склеивания и которые образуют прочную неподвижную систему. К этим фильтрам относятся пористая керамика, пористые металлы, пористые пластмассы.Расчёт зернистого фильтра:Приближенно необходимая общая площадь фильтрования F, м2, при нормальном режиме работы определяется следующим образом:где Q – производительность фильтрационной установки по осветленной воде, м3/ч;v – допускаемая скорость фильтрования, при нормальном режиме работы v = 5 м/ч;α – коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды, принимается α = 1,1.На рис. 3 представлен зернистый насадочный фильтр с движущимися слоями материала. Вывод Для очистки газа от пыли применяется фильтрация. То есть для фильтрации газов их пропускают через пористые перегородки, которые обладают свойством пропускать только частицы газа и задерживать твердые частицы.При выборе пористой перегородки оцениваются такие факторы, как температура и химические свойства газа, а также размеры твердых частиц, от которых необходимо очистить газ.Скорость фильтрации определяется, в первую очередь количеством газа, проходящим через фильтрующую перегородку за единицу времени. Помимо этого скорость фильтрации зависит от сопротивления фильтрующей перегородки и давления газа.