Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Рукавные фильтры на свинцовых заводах

Рукавные фильтры на свинцовых заводах


Рукавные фильтры широко применяют на свинцовых заводах, особенно для улавливания высокодисперсных возгонов. Запыленные газы фильтруют через ткань, которой придана форма рукавов (применяют рукава с продольным швом или бесшовные).
Фильтровальные ткани изготовляют из натуральных волокон (хлопок, шерсть), синтетических волокон (нитрон, лавсан, капрон) и стеклянного волокна, а также из смеси шерсти с капроном или хлопком.
В зависимости от вида волокна, из которого изготовлена фильтровальная ткань, определяют максимальную температуру газов, фильтруемых через ткань.
Значения максимальной температуры газов, °С:
Рукавные фильтры на свинцовых заводах

Газы, содержащие сернистые и подобные им агрессивные соединения, быстро разрушают фильтровальные ткани из хлопка и капрона; ткани ив шерсти, нитрона и лавсана более стойки к агрессивным газам и наибольшей стойкостью обладает ткань из стеклянного волокна.
В теории фильтрации запыленных газов через ткань принимается, что частицы пыли удаляются из газового потока и осаждаются в порах ткани (каналах между отдельными волокнами) и на ее поверхности под действием ряда сил.
Как правило, размеры осаждаемых частиц, особенно возгонов, во много раз меньше среднего диаметра пор фильтровальной ткани. Поэтому пыль задерживается тканью в результате столкновения частиц со стенками непроницаемых для газов волокон, образующих объемную многослойную решетку.
Осевшие на поверхности ткани и в ее порах частицы пыли сцепляются одна с другой и образуют «вторичную» пористую перегородку, участвующую в улавливании пыли из газов и значительно повышающую эффективность действия ткани.
Рукавные фильтры на свинцовых заводах

Таким образом, фильтрующей пористой средой является ткань и осевшая на ней пыль. На рис. 177, а и б даны микрофотографии поверхности шерстяной фильтровальной ткани до и после запыления свинцовой пылью. Отчетливо видны частицы пыли, осевшие на волокнах. Запыленные газы движутся через ткань рукавных фильтров с малыми скоростями (1 м/мин и менее). Это движение характеризуется значениями критерия Рейнольдса (Rе) меньше единицы и является ламинарным.
Линии тока (траектории движения материальных частиц газового потока) обтекают волокна ткани, разделяясь при подходе к ним и смыкаясь после прохождения волокон (рис. 178).
При этом в зависимости от размера частиц на них действуют следующие силы:
а) сила инерции — крупные и тяжелые частицы стремятся сохранить прежнее направление, сходят с изгибающихся при обтекании волокон линий тока, преодолевают воздействие сил вязкости газового потока и, продолжая свой путь, могут столкнуться с волокнами;
б) силы диффузии — более легкие частицы (диаметром 0,5 мк и менее) проходят ближе к линиям тока. Попадая в канал между двумя соседними волокнами (рис. 178), они могут столкнуться с поверхностью волокна под воздействием теплового движения газовых молекул (броуновского движения);
Рукавные фильтры на свинцовых заводах

в) сила тяжести — оказываемый ею на осаждение пыли эффект, впрочем, весьма мал, так как даже у крупных частиц масса очень невелика, а время пребывания частиц в ткани составляет доли секунды;
г) силы электростатического притяжения — если ткань и частицы пыли заряжены противоположно, то под воздействием электростатических сил притяжения частицы выделяются из газового потока и осаждаются на волокнах.
Кроме перечисленных сил, способствующих осаждению пыли, ее частицы могут столкнуться с поверхностью волокна, если они проходят мимо него на расстоянии, меньшем, чем радиус частиц. В последнем случае происходит так называемое «прямое осаждение».
Эффективность осаждения пыли одиночным волокном или одним рядом волокон невелика (несколько процентов), но в фильтровальной ткани на пути газов находятся многочисленные, последовательно расположенные ряды волокон, что во много раз повышает улавливание пыли. На рис. 179 показана одиночная нить ткани, состоящая из многочисленных волокон. Еще более улучшается пылезадерживающая способность ткани по мере ее запыления. Так, например, по приближенным расчетам степень улавливания свинцовой пыли незапыленной шерстяной фильтровальной тканью составляет около 41%, а, как известно улавливание запыленной тканью в производственных условиях достигает 95—98%.
Рукавные фильтры на свинцовых заводах

Очень важный фактор при эксплуатации рукавных фильтров — гидравлическое сопротивление ткани проходу очищаемых газов. Из-за заполнения пор ткани частицами пыли и образования слоя пыли на поверхности ткани величина сопротивления возрастает. Если она превышает некоторую максимальную величину (обычно 100—125 мм вод. ст.), возрастает расход энергии на транспортировку газов (или снижается производительность фильтров), увеличивается износ ткани, растет проскок пыли через ткань.
Для поддержания сопротивления в допустимых пределах ткань периодически регенерируют, т. е. теми или иными способами снижают сопротивление.
При ламинарном движении запыленного газового потока через фильтровальную ткань для суждения о закономерностях, которым подчиняется ее гидравлическое сопротивление, можно применять закон Пуазейля:
Рукавные фильтры на свинцовых заводах

где ΔР — потеря напора при протекании, н/м2;
l — длина трубопровода (в данном случае пор), м;
W — средняя скорость жидкости (газа), м/ceк;
d — внутренний диаметр трубы (пор), м;
μ — вязкость жидкости, H*сек/м2.
Из уравнения (16) следует, что при прочих неизменных условиях, включая количество и свойства задержанной тканью пыли, гидравлическое сопротивление ткани изменяется прямо пропорционально скорости газового потока, что подтверждается практикой работы рукавных фильтров (рис. 180).
Рукавные фильтры на свинцовых заводах

Если принять, что свойства слоя пыли на ткани не зависят от его толщины, то гидравлическое сопротивление ткани (при постоянной скорости фильтрации) изменяется линейно от веса пыли.
Линейной зависимостью сопротивления запыленной ткани от скорости фильтрации и веса осажденной пыли можно пользоваться для суждения об изменении сопротивления ткани в зависимости от количества фильтруемых газов.
Существуют многочисленные конструкции рукавных фильтров.
На рис. 181 показан общий вид весьма распространенного на свинцовых заводах многосекционного рукавного фильтра типа РФГ конструкции Гипроцветмета.
Рукавные фильтры на свинцовых заводах

Рукавный фильтр РФГ состоит из следующих основных частей: корпуса фильтра и бункера с приемной распределительной коробкой 1; фильтровальной поверхности рукавов, размещенных по 14 штук в секции 2; крышки с механизмом управления, встряхивающим устройством и дросселями 3; коллекторов выхода газа 4 и продувки 5; шнека для выгрузки пыли 6.
Корпус фильтра состоит из камеры и бункера, выполненных из листовой 3-мм стали. Камера разделена на секции с размерами в свету 747х1494 мм и высотой 3500 мм. Газ к фильтру подводится в одном месте и распределяется по отсекам при помощи приемно-распределительной коробки.
Фильтровальная поверхность состоит из отдельных рукавов диаметром 220 мм и длиной 3100 мм. Площадь фильтрации одного рукава 2 м2, а секции 2х14 = 28 Рукава каждой секции подвешены к отдельной раме, связанной с механизмом встряхивания. Регенерация ткани производится встряхиванием рукавов, а чтобы лучше очистить поры ткани от пыли, в период встряхивания через рукава продувают воздух в направлении, обратном движению газа.
Рабочий цикл секций данного фильтра 10 мин: 9 мин фильтрация и 1 мин затрачивается на регенерацию. Секции регенерируются попеременно.
При встряхивании пыль с поверхности фильтровальных рукавов падает в бункер, а оттуда выгружается шнеком.
В настоящее время серийно выпускают 10- и 20-секционные фильтры РФГ, имеющие соответственно фильтрующую поверхность 280 и 560 м2.
К основным эксплуатационным показателям рукавных фильтров относятся; сопротивление фильтровальной ткани, скорость фильтрации, степень улавливания пыли, срок службы рукавов и т. д.
Некоторые из них для ряда установок рукавных фильтров на свинцовых заводах приведены в табл. 80. В той же таблице приведены сведения о типе рукавных фильтров, размерах рукавов и др.
Как следует из табл. 80, в производственных условиях при работе рукавных фильтров достигается высокая степень улавливания возгонов, превышающая в некоторых случаях 99,0%.
Скорости фильтрации при улавливании возгонов составляют около 0,24 м3/мин*м2 для мешочных фильтров с рукавами большого размера и 0,8—1,3 м3/мин*м2 для остальных типов рукавных фильтров.
Рукавные фильтры на свинцовых заводах

При улавливании крупной (механической) пыли могут быть допуш,ены более высокие скорости фильтрации (порядка 2,0—2,5 м3/мин*м2).
Очень важный эксплуатационный показатель — срок службы фильтровальной ткани.
Для фильтровальной ткани ЦМ (70% шерсти, 30% капрона) с весом 1 около 500 г средний срок службы рукавов составляет 6—7 мес. при очистке следующих видов газов: шахтных печей, опекательных машин, шлаковозгоночных печей.
При очистке газов купеляционных печей срок службы ткани ЦМ несколько больше — 9 мес. и доходит до 1 года для газов горнов.
Синтетическая ткань нитрон с весом 1 около 400 г несмотря на более высокую температуру очищаемых газов (130° С вместо 95° С для ткани ЦМ) служит больше; 14 мес. при очистке газов шлаковозгоночных печей и 10 мес. при очистке газов спекательных машин.
Фильтровальную ткань из стеклянного волокна применяют для улавливания пыли на химических заводах России, на заводах цветной металлургии США и Канады. Срок службы этой ткани при температуре газов около 200° С достигает 2 лет (регенерация рукавов из стеклянной ткани производится только обратной продувкой воздухом или очищенным газом).
Так как температура газов металлургических агрегатов свинцовых заводов, направляемых на очистку в рукавных фильтрах, как правило, выше допустимого для фильтровальных тканей предела, газы охлаждают одним или комбинацией из следующих методов: а) подсос холодного воздуха; б) теплообмен между газами и атмосферным воздухом в поверхностных охладителях (кулерах); в) в котлах-утилизаторах; г) в скрубберах с впрыскиванием воды.
Применение первого и наиболее простого из перечисленных методов охлаждения газа нежелательно. Увеличение объема газов за счет подсосанного воздуха значительно повышает расход энергии вентиляторами и снижает производительность фильтров. Однако им, как правило, пользуются в качестве последней ступени охлаждения для снижения температуры газов со 150 до 100—130° С.
Рукавные фильтры на свинцовых заводах

По второму методу газы охлаждают воздухом, омывающим стенки охладителя (рис. 182), состоящего из труб диаметрами до 1 м. Трубы периодически отряхивают от осевшей на их внутренних стенках пыли.
В котлах-утилизаторах, охлаждающих газы, отводимое тепло используется одновременно для производства пара.
По четвертому методу газы охлаждаются в полых скрубберах (рис. 183) в результате испарения впрыскиваемой в них воды, а также нагрева вытекающей из скруббера неиспарившейся воды.
Рукавные фильтры на свинцовых заводах

Для уменьшения или предотвращения образования шлама (мокрой пыли) нужно стремиться к возможно более полному испарению воды, подаваемой в скруббер. Впрыскиваемая вода должна быть тонко распылена, что достигается применением насосов высокого давления и установкой форсунок малого диаметра.
Несмотря на высокую эффективность тканевых фильтров, позволяющую с успехом применять их для улавливания наиболее дисперсной пыли, а также ряд других преимуществ область использования тканевых фильтров все же ограничена.
Даже наиболее термостойкая фильтровальная ткань — из стекловолокна — может долго работать при температуре газов не выше 250° С, а другие ткани — при более низких температурах. С другой стороны, снижение температуры газов ниже их точки росы приводит к конденсации, ткань замазывается пылью и ее гидравлическое сопротивление резко возрастает. Если газы содержат агрессивные компоненты, при конденсации ткань может разрушиться. Поэтому необходимо строго следить за температурой очищаемых газов.
Содержание в газах смол и масел приводит к выходу из строя ткани из-за ее замазывания.
Расчет рукавных фильтров
Практически рукавные фильтры рассчитывают следующим приближенным образом. Определяют количество подлежащих фильтрации газов при рабочих условиях (Qг, м3/ч). Нужно учитывать увеличение объема газов из-за подсоса воздуха в газопроводе до рукавного фильтра, из-за испарения воды при охлаждении газов и подсоса воздуха для окончательного охлаждения газов перед фильтром.
Задавшись в соответствии с практикой эксплуатации (см. табл. 80) скоростью фильтрации а, м/мин, находят потребную площадь фильтрации
Рукавные фильтры на свинцовых заводах

Затем выбирают определенный типоразмер рукавного фильтра с площадью фильтрации f, м2, и определяют требуемое число фильтров:
n = F/f.

Естественно, что n должно быть целым числом, округление производят в сторону увеличения числа фильтров.
Определяют количество газов после фильтров Qг', м3/ч, увеличивая Qг на объем воздуха обратной продувки и из-за подсосов в фильтрах (этот объем для фильтров типа РФГ составляет в среднем 27%, от начального объема при нормальных условиях).
Находят суммарное сопротивление установки рукавных фильтров H н/м2 (мм вод. ст.), складывающееся из сопротивления ткани (см. табл. 80), газоходов и т. д.
Зная Qг' и Н, выбирают вентиляторы требуемой характеристики.
Добавлено Serxio 1-03-2017, 15:10 Просмотров: 1 222
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent