Фильтрование как метод очистки газов от аэрозолей. Тканевые, волокнистые и зернистые фильтры

Основано на пропускании газа через пористую перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит через нее.

Применяемые в технике фильтрационные перегородки очень разнообразны и условно разделяются на типы:

1. Гибкие пористые перегородки – тканевые материалы из природных, синтетических и минеральных волокон. (нетканые волокнистые: войлок, бумага, картон; пористые листовые: губчатая резина, пенополиуриетан, мембранные фильтры)

2. Полужесткие пористые перегородки – слои волокон, стружка, вязаные сетки, расположенные на опорных устройствах, или закрепленные между ними.

3. Жесткие пористые перегородки – зернистые материалы (пористая керамика, пластмасса)

· Спрессованные порошки металлов (спеченные)

· Волокнистые материалы (сформированные слои из стеклянных и металлических волокон)

· Металлические сетки и перфорированные листы

4. Зернистые слои – слои из кокса, гравия, кварцевого песка.

В зависимости от величины и назначения входных и выходных концентраций фильтры условно разделяются:

1. Фильтры тонкой очистки (высокоэффективные, или абсолютные фильтры) предназначены для улавливания с очень высокой эффективностью (выше 99 %) в основном сублимированных частиц промышленных газов с низкой входной концентрацией (менее 1 мг/м3) и скоростью фильтрования менее 10 см3. Тонкине фильтры применяют для улавливания особотоксичных частиц, а так же такие фильтры не подвергаются регенерации.

2. Воздушные фильтры – используют в системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. Работают при концентрации пыли менее 50 мг/м3 и при высокой скорости фильтрации до 2,5-3 м/с. Такие фильтры могут быть регенерируемые и нерегенерируемые.

3. Промышленные фильтры – тканевые, зернистые, грубоволокнистые. Применяются для очистки промышленных газов с концентрацией до 60 г/м3, регенерируемые.

Тканевые фильтры имеют наибольшее распространение в промышленности. По конструкции чаще используют рукавные фильтры. В тканевых фильтрах фильтрующий материал используют двух типов:

· Обычные ткани, изготовленные на тканевых станках

· Войлоки

В типичных фильтрационных тканях размер сквозных пор между нитями достигает 100-200 мкм. Эффективность очистки 85-99 %.

Фильтрующий агент волокнистых фильтров состоит из одного или нескольких слоев, в которых однородно распределены волокна. Эти фильтры объемного действия, т.к. они рассчитаны на улавливание и накопление по всей глубине слоя.

Толщина фильтрующих сред от 0,1 мм (бумага) до… Такие фильтры используют для частиц 5-10 мкм, для частиц 0,05-0,5 мкм степень очистки достигает 99 %.

Различают сухие и мокрые волокнистые фильтры.

Глубокие фильтры – многослойные, используются для очистки вентиляционного воздуха и технологического газа от радиоактивных частиц. Такие фильтры рассчитаны на работу в течение 10-20 лет. После их захороняют с цементированием.

Зернистые типы применяют реже, чем волокнистые. Достоинства: доступность материала, t и агрессивность среды, выдержка механических нагрузок и перепадов давлений, резкие перепады температур.

Различают насадочные жесткие.

В насадочных в качестве насадок используют песок, гальку, шлак, дробленые горные породы, древесные опилки, крошку резины, кокс, пластмассы и т.д. Выбор материала зависит от требований термической и химической стойкости, механической прочности и доступности. Регенерацию материала от пыли проводят в отдельных аппаратах путем грохочения или промывки.

В жестких фильтрах используется пористая керамика, пористые металлы, пористые пластмассы. Эти фильтры устойчивы к высокой t, коррозии и механическим нагрузкам.

Недостатки: высокая стоимость, большое гидравлическое сопротивление и трудности регенерации.