Тканевые фильтры

Предназначены для улавливания мелких частиц. Степень очистки 99 – 99,99 %. На ТЭЦ не используются, т.к. при сжигании органических топлив преимущественно образуются крупные частицы, улавливаемые золоуловителями предыдущих групп. Возможно использование рукавных фильтров (рисунок 6.14) в качестве замыкающей ступени золоулавливания, для доулавливания субмикронных частиц. Однако это не оправдано в связи с высокой стоимостью тканевых фильтров.

1 – запыленный поток; 2 – рукава; очищенный поток

Рисунок 6.14 - Рукавный фильтр

Материалы, из которых изготовляют тканевые фильтры, делятся на 4 группы:

1) натуральные волокна животного и растительного происхождения (шерстяные, льняные, шелковые и х/б);

2) искусственные волокна органического происхождения (лавсан, капрон, нейлон);

3) естественные минеральные волокна (асбест);

4) искусственные неорганические волокна (стеклоткань, металлоткань).

Фильтры – туманоуловители. Туманоулавливание – процесс выделения из туманов (газовых потоков со взвешенными в них жидкими частицами) капель, размером менее 10 мкм, образовавшихся за счет термической конденсации паров, химического взаимодействия газообразных составляющих или при тонком диспергировании жидкостей. Обычно значительная часть капелек в туманах имеет субмикронные размеры.

В качестве туманоуловителей широко применяются волокнистые самоочищающиеся фильтры, снаряжаемые слоями из стеклянных, синтетических и металлических волокон, а также пакеты вязанных металлических или синтетических сеток. Особенность волокнистых фильтров туманоуловителей – коалесценция уловленных жидких частиц при контакте с поверхностью волокон и образование на них пленки жидкости, удаляющейся по мере накопления из слоя в виде струек или крупных капель, перемещающихся внутри слоя и с его тыльной стороны под действием силы тяжести, улавлечения газовым потоком и капиллярных сил. При этом обычно не требуется никаких механических воздействий на фильтрующие слои, т.е. фильтры работают в стационарном режиме саморегенерации (самоочищения).

Коалесценция – слияние капель жидкости или пузырьков пара при их соприкосновении.

Недостатки волокнистых фильтров: возможность их забивания при наличии в тумане значительного количества твердых частиц и при образовании нерастворимых солевых отложений (СаСО₃, СаSО₄, СаSО₃, СаF и др.) при взаимодействии солей жесткости воды с газами (СО₂, SO₂, НF и др).

Чем больше плотность упаковки слоя и меньше диаметр волокон, тем большее количество жидкости удерживается в слое. Образование многочисленных пузырьков на тыльной поверхности и в глубине тонковолокнистого слоя и их разрыв приводят к образованию мелких капель, уносимых газовым потоком. В результате сопротивление возрастает, эффективность очистки падает и только снижение насыщенности жидкостью слоя может привести к уменьшению выходной концентрации. Этого можно добиться уменьшением входной концентрации и скорости фильтрации, использованием толстых и пористых слоев с более крупными и упругими волокнами в слое, вертикальным расположением слоя, однонаправленной упаковкой волокон в слое, принудительным отводом жидкости из замыкающего слоя. Использование синтетических и других гидрофобных волокон также позволяет снизить сопротивление и повысить эффективность очистки.

Вторичные капельки обычно значительно крупнее, чем частицы тумана. Таким образом, волокнистый фильтр, работающий в режиме генерации вторичного аэрозоля, иногда может рассматриваться как укрупнитель высокодисперсных частиц. Этот эффект используется при создании двухступенчатых фильтров для улавливания мелких частиц при высокой скорости фильтрации на первой ступени с последующим доулавливанием крупных капель в более простых сеточных или других брызгоуловителях.

Волокнистые фильтры-туманоуловители подразделяются на 3 типа:

1) низкоскоростные (w ≤ 0,2 м/с), снаряжаются волокнами диаметром 5-20 мкм, предназначенные для улавливания субмикронных частиц за счет броуновской диффузии и эффекта зацепления. Эффективность их увеличивается с уменьшением скорости фильтрации, размера частиц и диаметра волокна;

2) высокоскоростные (w от 0,5 до 1,2 м/с) изготавливаются из слоя грубых волокон диаметром 20-100 мкм. Служат для выделения из газов частиц крупнее 1 мкм за счет механизма инерционного осаждения. Эффективность возрастает с увеличением размера частиц и скорости фильтрации до определенной (критической) величины (обычно 1 – 2,5 м/с), при которой начинается вторичный брызгоунос улавливаемой жидкости из слоя в виде капель;

3) многоступенчатые, состоящие из двух-трех фильтров второго и первого типа. Первая ступень работает на скоростях выше критической и является укрупнителем улавливаемых капель или служит разгрузителем при высоких входных концентрациях тумана.