С пыльником наголо
Рукавные фильтры для систем аспирации
Журнал «ЛесПромИнформ» в прошлом номере уже писал о системах аспирации (материал «Системы аспирации: чтобы пыль в глаза не пускать» , стр. 100−102). Тогда мы рассказали о видах систем аспирации, о том, какие функции выполняют различные модификации таких систем. В этот раз мы более подробно расскажем читателям нашего издания о рукавных фильтрах. Рукавные фильтры предназначены для очистки воздуха от любой сухой неслипающейся пыли и применяются преимущественно в деревообработке. Причем несколько независимо работающих вентиляторов могут быть присоединены к одному фильтру. Рукавные фильтры обеспечивают остаточную концентрацию пыли не более 5 мг/м , поэтому дополнительно они могут комплектоваться контрольной ступенью очистки, которая изготовлена из фильтровальной бумаги, обеспечивающей остаточную концентрацию пыли не более 0,1 мг/м .
В начале эксплуатации нового рукавного фильтра, он пылит и не работает эффективно первые несколько дней. Но затем частицы пыли оседают на волокнах фильтра и образуется дополнительный слой, который становится «вторичной» фильтрующей средой, и эффективность резко возрастает. При регенерации значительная часть пыли остается на рукаве, что сохраняет высокую эффективность очистки пыли и газов.
Есть несколько видов очистки рукавных фильтров в зависимости от способа регенерации: механическое встряхивание, обратная продувка, обратная импульсная продувка или сочетание нескольких способов. В качестве фильтрующего материала традиционно используют ткани, но в последнее время все чаще применяют нетканные материалы, имеющие однородную волокнистую мелкопористую структуру, при которой значительно эффективнее реализуются механизмы сепарации частиц. Для достижения высокой прочности и стабильности размеров нетканный материал может иметь внутренний тканный каркас или некоторое количество более толстых и прочных волокон. Разнообразие технологических процессов получения нетканных материалов позволяет создать высокоэффективные фильтрматериалы с нужными свойствами.
При очистке газов от пылей с высоким электрическим сопротивлением, фильтровальные материалы из синтетических и стеклянных волокон заряжаются, а это создает опасность возникновения пожара в фильтре в результате электрического пробоя воздушного промежутка между рукавом и корпусом фильтра. Для защиты от электролизации в материалы вплетают тонкие электропроводящие волокна или пропитывают их антистатическими электропроводящими составами.
Для предотвращения трудноудаляемых отложений материалам придают водоотталкивающие свойства. Для этого их обрабатывают метил- или фенилсиликонами. Такие покрытия сохраняют свои свойства длительное время при температуре до 200°С.
После определенного периода работы фильтра с чередованием цикла фильтрации и регенерации остаточное количество пыли в материале стабилизируется. Оно соответствует так называемому равновесному пылесодержанию и остаточному сопротивлению равновесно запыленного материала. Значения этих величин зависят от типа фильтрующего материала, размеров и свойств пылевых частиц, влажности газов, методов регенерации и др.
Устройства рукавных фильтров, режим их работы и конструктивные особенности определяются производительностью фильтра, условиями эксплуатации, параметрами очищаемого газа и улавливаемой пыли.
Производительность может составлять от нескольких сотен до сотен тысяч м /час. Размеры рукавов обуславливаются конструктивными особенностями и экономическими соображениями. Чем больше высота рукавов, тем больше их диаметр. Обычно диаметр составляет 127, 220, 300 мм, а длина – 1,5 до 12 м.
Запыленные газы могут вводиться в рукава сверху или снизу. При вводе газа снизу через бункер рукава крепятся к патрубкам нижней плиты, а фильтрование идет изнутри рукавов наружу. В этом варианте возможно предварительное осаждение крупной пыли сразу непосредственно в бункере. Усилить этот эффект можно за счет циклонного подвода запыленного газа к бункеру.
Способы крепления и натяжения рукавов оказывают значительное влияние на эксплуатационную надежность фильтра.
Как уже говорилось ранее, существует 2 способа регенерации рукавов:
1. Встряхивание рукавов (механическое, аэродинамическое обратной импульсной продувкой сжатым воздухом или путем пульсации или резких изменений направления фильтруемого потока газов, воздействием звуковых колебаний и т.п.).
2. Обратная продувка фильтрующих рукавов очищенными газами или воздухом.
Механическое встряхивание закрепленных на общей раме закрытых сверху рукавов наиболее эффективно в продольном направлении, то есть вниз-вверх, но при этом сильно изнашиваются рукава. Поэтому колебательные быстрые перемещения верхних частей рукавов в горизонтальном направлении вызывают значительно меньший износ, но они и менее эффективны, так как колебания слабо распространяются вниз по длине рукавов. Часто для встряхивания применяют вибраторы, жестко связанные с верхней, установленной на виброопоры рамой, к которой прикреплены верхние глухие торцы рукавов. Частота вибрации составляет порядка 15 – 25 Гц. Длительность регенерации – 1,5 – 3 м. При механическом встряхивании работу фильтра останавливают, для того чтобы отряхиваемая пыль оседала в бункер.
Аэродинамическое встряхивание осуществляется путем подачи сжатого воздуха внутрь рукава. Длительность импульса составляет 0,1 – 0,2 секунды. Частота импульсов зависит от характера изменения сопротивления фильтра. Фильтры с импульсной регенерацией широко применяются в технологических процессах с малой и большой производительностью по поглощению газов при обычных и высоких температурах.
Обратная продувка очищенными газами без механического встряхивания применяется в фильтрах с рукавами большой длины для легкосбрасываемых пылей. Преимущество аэродинамического встряхивания над механическим заключается в том, что для регенерации работу фильтра не нужно останавливать, что позволяет работать круглосуточно без перерывов. Концентрация запыленности может достигать до 50 г/м3. Фильтры с механическим встряхиванием нежелательно ставить на калибровально-шлифовальные станки из-за высокой концентрации и на производство сухих строительных смесей, металлургии.
Очень часто устанавливают сразу несколько фильтров большой производительности (20 – 30 тыс. м /час). В такой ситуации целесообразно установить систему пневмотранспорта, который работает независимо от фильтров и имеет свой собственный вентилятор. Выгрузка пыли из бункера производится непрерывно в пневмотранспорт с помощью шлюзовых перегрузчиков (шлюзовой затвор). Для последующей выгрузки пыли из пневмотранспорта, на него устанавливаются небольшие циклоны-разгрузители, также применяется шлюзовой перегрузчик.
Шлюзовой перегрузчик – устройство непрерывного действия, обеспечивающее выгрузку пыли без нарушения герметичности аппарата. С помощью сменных накладок из эластичных износостойких материалов достигается полная герметичность затвора. Привод перегрузчика – цилиндрический мотор-редуктор.
Есть ещё один вид выгрузки пыли из бункера напрямую в кузов грузовика. Это производится при полной остановке работы фильтра. Для открытия бункера применяется сдвижной затвор.
Третий способ выгрузки пыли – напрямую в пылесборную тележку. Этот вид применяется редко, в основном, когда имеются ограничения в пространстве. Также можно выгрузить пыль в пылесборный мягкий контейнер с помощью шлюзового перегрузчика.
Решая проблему удаления отходов и очистки воздуха от пыли, можно также параллельно иметь прибыль, изготавливая из отходов биотопливо. Гранулированные отходы можно применять в котельной, получая дешевое тепло, или экспортировать в европейские страны.
Дмитрий ГРИШАЕВ
