2014-02-09
1843
Таблица 8.2 - Характеристика фильтровых тканей
Таблица 8.1 - Рекомендуемые режимы работы рукавных фильтров
Методика расчета рукавного фильтра
Целью расчета является решение одной из двух задач:
- определить по заданной воздушной нагрузке (скорости фильтрации) и периоду регенерации число секций в фильтре и гидравлическое сопротивление фильтра (ΔРкон), по достижении которого процесс фильтрации приостанавливается и производится регенерация фильтротоками (прямая задача);
- определить по заданному гидравлическому сопротивлению фильтра его воздушную нагрузку (скорости фильтрации) или период регенерации (обратная задача).
Рассмотрим решение прямой задачи.
Исходные данные для решения:
1. Расход очищаемого воздуха, L, м3/ч.
2. Концентрация пыли в очищаемом воздухе, С, кг/м3.
3. Температура очищаемого воздуха, t, °С.
4. Физико-химические свойства пыли:
- плотность пыли, ρп, кг/м3;
- медианный диаметр пыли, dт, м;
- группа дисперсности пыли, I...V;
|
|
|
- пористость слоя пыли, m (принимается 0,75-0,85).
5. Площадь рукавов (фильтрующая поверхность секции), F0,м2,(принимается 15; 19,2; 28,8; 38,4 или 57,6 м2).
6. Тип ткани.
Методика расчета.
1. Принять в соответствии с исходными данными воздушную нагрузку фильтра (скорость фильтрации) (Vф), и период регенерации (τ). Значения этих параметров выбираются по табл. 8.1.
| Концентрация пыли, С, кг/м3 | Период регенерации, τ, мин | Рекомендуемая воздушная нагрузка при группе дисперсности пыли, Vф, м3/м2ч | |
| II и III | IV и V | ||
| 1·10-3 | - | 120-150 | 70-90 |
| 5·10-3 | 10-12 | 80-100 | 50-70 |
| 10·10-3 | 8-9 | 60-70 | 40-50 |
| 20·10-3 | 5-7 | 40-50 | 30-40 |
Примечание: большая воздушная нагрузка относится к натуральным тканям, меньшая - к искусственным.
2. Вычислить необходимую общую площадь фильтрации рукавного фильтра, (F, м2):
F=Fраб+Fрег, (8.2)
где Fраб - площадь фильтрации одновременно работающих секций, м2;
Fрег - площадь фильтрации одновременно регенерируемых (т.е.неработающих) секций, м2.
Площадь фильтрации работающих секций можно вычислить:
Fраб=KL/Vф, (8.3)
где К=1,1...1,3 - коэффициент подсоса воздуха из-за негерметичности корпуса фильтра.
Площадь фильтрации регенерируемых секций принимается обычно равной Fрег = F0, т.е. площадь фильтрации рукавов одной секции.
Следовательно: Fраб=KL/Vф+ F0. (2.43)
3. Определить число секций в фильтре (n, шт):
n=F/F0. (8.4)
Полученное значение n округлить в сторону увеличения до ближайшего целого числа.
4. Рассчитать гидравлическое сопротивление запыленной ткани в рукавном фильтре (ΔРдоп, Па или Н/м2):
, (8.5)
где μв - динамическая вязкость воздуха при данной температуре, Па·с или Н·с/м2;
mТ – пористость ткани (принимается по табл. 8.2);
|
|
|
h0 – удельное гидравлическое сопротивление ткани в чистом виде, отнесенное к толщине, равной 1 м, при скорости воздуха 1 м/с, Па или Н/м2;
Vфτ·с - количество пыли, осевшей на 1 м2ткани за период между регенерациями.
| Тип ткани | Пористость ткани, т т | Удельное гидравлическое сопротивление, h0, Па·105 |
| Шерстяная, арт. 21 | 0,86 | 0,84 |
| Ткань рукавная ЦМ, арт. 83 | 0,89 | 1,8 |
| Нитрон термофиксированный | 0,72 | 7,2 |
| Нитрон НЦМ | 0,83 | 1,8 |
| Нитрон 5303 | 0,77 | 4,7 |
| Полифен | 0,66 | 8,8 |
| Ткань из стекловолокна сатин С2-5/3 | 0,55 | |
| Четырехремизный сатин из стекла №7 | 0,49 |
Рекомендуется оптимальные значения ΔPдоп выдерживать в интервале
750-1500 Па.
В качестве фильтрующих тканей в промышленности раньше широко применяли шерсть, хлопок. Они позволяют очищать газы при температуре меньше 100°С. Теперь их вытесняют синтетические волокна - химически и механически более стойкие материалы. Они менее влагоемки (например, шерсть поглощает до 15% влаги, а тергаль лишь 0,4% от собственной массы), не гниют и позволяют перерабатывать газы при температуре до 150 °С. Кроме того, синтетические волокна термопластичны, что позволяет помощи простых термических операций проводить их монтаж, крепление и ремонт.
Зернистые фильтры представляют собой слои из зерен, через которые пропускают запыленный газ. Пыль оседает в порах между зернами под действием сил инерции, диффузии и других факторов, а очищенный газ уходит за пределы слоя.
Различают два типа зернистых фильтров:
1) зернистые насыпные фильтры, в которых улавливающий слой состоит из кусков гравия, угля, колец Рашига, гранул, несвязанных между собой. Эти фильтры разделяются на: слоевые неподвижные (статические) фильтры, подвижные слоевые (динамические), псевдоожиженные слоевые фильтры;
2) зернистые жесткие пористые фильтры. К ним относятся: пористая керамика, пористое стекло, пористые пластмассы и другие материалы.
Теория фильтрации запыленных газов через слои зернистых фильтров не отличается от ранее изложенной. Факторы инерции, касания, диффузии, седиментации, электрических и гравитационных сил имеют место и в данном случае.
Преимущества зернистых фильтров: простота конструкции, доступность и низкая стоимость материалов, возможность работы при высоких температурах и в агрессивных средах (допускаются резкие изменения температуры и давления). Громоздкость фильтра, сложность регенерации слоя, повышенное давление задерживают их широкое применение. Высокая эффективность улавливания тонкодисперсных частиц (d<5 мкм) в зернистых фильтрах происходит при небольшой скорости газа (V<0,5 м/с) спреобладанием диффузионно-седиментационного осаждения и при большой скорости (V>0,5 м/с), когда больше действуют инерционные силы осаждения. В последнем случае субмикронные частицы улавливаются плохо. При накоплении пыли в порах эффективность улавливания ее значительно возрастает. С уменьшением размеров зерен эффективность улавливания пыли увеличивается.
