5.Рукавный фильтр

Тканевые фильтры имеют наибольшее распространение. Возможности их использования расширяются в связи с созданием новых температуростойких и устойчивых к воздействию агрессивных газов тканей. Корпус фильтра представляет собой металлический шкаф, разделенный вертикальными перегородками на секции, в каждой из которых размещена группа фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены и подвешены к раме, соединенной с встряхивающим механизмом. Внизу имеется бункер для пыли со шнеком для ее выгрузки. Встряхивание рукавов в каждой из секций производится поочередно. В тканевых фильтрах применяют фильтрующие материалы двух типов: обычные ткани, изготавливаемые на ткацких станках и войлоки, получаемые путем свойлачивания или механического перепутывания волокон. В типичных фильтровальных тканях размер сквозных пор между нитями достигает 100…200 мкм. К тканям предъявляются следующие требования: 1) высокая пылеемкость при фильтрации и способность удерживать после регенерации такое количество пыли, которое достаточно для обеспечения высокой эффективности очистки газов от тонкодисперсных твердых частиц; 2) сохранение, оптимально высокой воздухопроницаемости в равновесно запыленном состоянии; 3) высокая механическая прочность и стойкость к истиранию при многократных изгибах, стабильность размеров и свойств при повышенной температуре и агрессивном воздействии химических примесей, находящихся в сухих и насыщенных влагой газах; 4) способность к легкому удалению накопленной пыли; 5) низкая стоимость.

Фильтры типа ФРКИ — аппараты общепромышленного назначения. Они предназначены для улавливания пылей средним диаметром частиц 2 мкм и более, не являющихся токсичными, пожаро- или взрывоопасными. Применяются в промышленности строительных материалов, черной и цветной металлургии, пищевой и химической промышленности.

В фильтре запыленный газ проходит через ткань закрытых снизу рукавов в направлении снаружи внутрь; чистый газ выходит через верхние открытые концы рукавов и удаляется из аппарата. Каждый рукав в фильтре натянут на жесткий каркас и закреплен на верхней решетке.

У фильтров ФРКИ-30, ФРКИ-60 и ФРКИ-90, состоящих соответственно из одной, двух и трех секций, высота рукавов одинаковая — 2м. Количество секций в фильтрах ФРКИ-180 (однорядных) и ФРКИ-360 (двурядных) составляет соответственно 4 и 8, а высота рукавов — 3м.

Расчет:

1. Определяем удельную газовую нагрузку:

q=q_H c₁ c₂ c₃ c₄ c₅

где – нормативная удельная нагрузка, зависящая от вида пыли и ее склонности к агломерации, для расчетов следует принять = 2,6; – коэффициент, характеризующий особенность регенерации фильтрующих элементов (табл.); с₂ – коэффициент, учитывающий влияние концентрации на удельную нагрузку (рис.); с₃ – коэффициент, учитывающий влияние дисперсного состава пыли в газе (табл.);

с₄ – коэффициент, учитывающий влияние температуры газа (табл. 5); с₅ – коэффициент, учитывающий требования к качеству очистки.

q= 2,6 1 1

Рис.5

Зависимость коэффициента с₂ от

концентрации пыли на входе в фильтр свх

Коэффициент с₅ при концентрации пыли в отходящих газах 30 мг/м3 рекомендуется принимать равным 1, а при 10 мг/м3 – 0,95.

Значения коэффициента c₁

Тип регенерации	С1
Импульсная продувка сжатым воздухом	1
Обратная продувка и одновременное встряхивание	0,75-0,85
Обратная продувка	0,55-0,75

Зависимость коэффициента c3 от диаметра частиц

dm, мкм	<3	3–10	10–50	50–100	>100
С3	0,7–0,9	0,9	1,0	1,1	1,2-1,4

Зависимость коэффициента c₄ от температуры газа

t, oC	20	40	60	80	100	120	140	160
c4	1	0,9	0,86	0,78	0,75	0,73	0,72	0,7

Основные характеристики некоторых фильтров

Марка фильтра	Площадь фильтрующей поверхности, м2	Количество секций, шт.	Количество рукавов в секции, шт.	Диаметр рукава, мм	Высота рукава, м	Гидравлическое сопротивление, Па
ФР-6П	18	1	6	390	2,5	500
ФТ-2М	20	1	12	300	1,8	600
ФРКИ-30	30	1	36	135	2	2000
ФРКИ-60	60	2	36	135	2	2000
ФРКИ-90	90	3	36	136	2	2000

2. Рассчитываем поверхность фильтрования:

Данную модель фильтра подбираем из расчета необходимой площади фильтрации (скорость фильтрации а=1м/мин):

F=Qобщ/60а=13500/60 .

3. По каталогу выбираем фильтр с близкой поверхностью фильтрования.

Подходит стандартный фильтр ФРК-300

4. Определяем гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки:

∆Р_П=К_П µ ωⁿ K₁ µ t Свх ω²

Коэффициент К_П , характеризующий сопротивление фильтровальной перегородки, м-1 (К_П = 2,76×10⁹ м-1); µ– динамическая вязкость газа, Па×с (µ= 1,2×10^-6 Па×с); ω– скорость фильтрования, м/с (ω = 0,015 м/с); n – показатель степени, зависящий от режима течения газа сквозь перегородку (для ламинарного режима n = 1); t – продолжительность фильтровального цикла, с (t = 600 с); Свх – концентрация пыли на входе в фильтр, кг/м3;К₁ – параметр сопротивления слоя пыли м/кг (К₁ = 80×10⁹ м/кг).

∆Р_П =2,76 10⁹ 1,2 10^-6 0,015+ 80 10⁹ 1,2 10^-6 600 0,0028 0,015²=13,01 10³ Па

Выбираем рукавный фильтр ФРК-300 со следующими характеристиками:

-длина 8648 мм;

-высота 9530 мм;

-ширина 2750 мм.