Процесс очистки газов от твердых или жидких частиц с помощью пористых сред называется фильтрацией.

Частицы, взвешенные в газовом потоке, осаждаются на поверхности или в объеме пористых сред за счет броуновской диффузии, эффекта касания (зацепления), инерционных, электростатических и гравитационных сил.

Броуновская диффузия, или тепловое движение частиц, вызванное их столкновениями с газовыми молекулами, является преобладающим механизмом осаждения частиц диаметром менее 0,5мкм.

Эффективность диффузионного осаждения частиц может быть представлена в виде зависимости

(1.10)

где dв -диаметр волокна, зерна или другого элемента, образующего пористую перегородку, м

w - скорость газа, м/с;

dч - диаметр частиц, м;

А - коэффициент пропорциональности.

Эффект касания (зацепления) проявляется, если траектории движения частиц проходят над поверхностью волокон, зерен или других элементов, образующих пористую перегородку, на расстоянии равном радиусу частицы или меньшем его. Если размеры пор фильтра меньше диаметра частиц, то происходит обычное отсеивание. Ситовой эффект является частным случаем эффекта касания.

Параметром, определяющим процесс осаждения частиц за счет эффекта касания, является отношение размеров частиц и элементов, образующих пористую перегородку: dч ¤ dв - для волокон и dч2 ¤ dз2 -для зерен. Эффективность осаждения частиц не зависит от скорости потока.

Ицнерционное осаждение имеет место, если масса частицы и скорость ее движения настолько велики, что частица не может полностью следовать по линии тока газа, огибающего препятствие.

Электрическое осаждение происходит при наличии либо зарядов любого знака на фильтрующих материалах или частицах, либо разноименных зарядов одновременно на тех и других.

Наибольшей проникающей способностью обладают частицы размерами от 0,05 до 0,5мкм. Твердые частицы, уловленные в объеме фильтрующего материала, становятся элементом фильтрующей среды и повышают эффективность очистки газов. По мере накопления частиц газопроницаемость фильтрующего материала уменьшается. Со временем возникает необходимость разрушения и удаления пылевого осадка.

Процесс фильтрации в большинстве случаев предусматривает периодическую регенерацию фильтра. При улавливании жидких частиц накапливающаяся жидкость может удаляться из пористой перегородки самопроизвольно. Этот процесс называется саморегенерацией фильтра.

Тканевые фильтры

В тканевых-фильтрах применяются материалы двух типов: обычные ткани, изготавливаемые на ткацких станках, и войлоки (фетры). Осаждение частиц пыли в начальный период работы фильтра за счет механизмов касания, инерции, диффузии и электростатического взаимодействия происходит на волокнах, расположенных на поверхности нитей, а также в ворсе. Волокна,

находящиеся внутри крученых нитей, в осаждении частиц практически не участвуют, т.к. поток газа проходит в основном через отверстия между ними. Потом происходит процесс осаждения частиц и образование «мостов» над порами и в них. В результате чего образуется сплошной слой пыли, который сам становится вторичной фильтрующей средой. Эффективность очистки резко возрастает.

В тканевых фильтрах ткань выполняет роль несущей поверхности, т.е. служит основой для формирования и удержания фильтрующего слоя.

В тканевых фильтрах целесообразно использовать небольшие скорости фильтрации 0,5 - 2см/с. При повышении скорости фильтрации наблюдается нарушение первоначального слоя пыли, которое сопровождается вторичным уносом пыли.

При использовании в качестве фильтрующего материала войлоков эффективность улавливания частиц выше. Равномерное распределение волокон по всей поверхности и в толщине фильтра, а так же отсутствие сквозных отверстий обеспечивают равномерное участие волокон в процессе осаждения частиц. Процесс фильтрации протекает в объеме материала.

К тканям, используемым в качестве фильтровальных материалов, предъявляются следующие требования:

- высокая пылеемкость при фильтрации и способность удерживатьпосле регенерации количество пыли, достаточное для обеспечениявысокой эффективности очистки;

- высокая механическая прочность, стойкость к истиранию,способность к легкому удалению накопленной пыли, повозможности низкая стоимость.

Применяемые материалы удовлетворяют не всем перечисленным требованиям, поэтому каждый материал используется в определенных наиболее благоприятных условиях.

Используются следующие материалы: хлопчатобумажная ткань, нитроновая ткань, лавсановая ткань, ткани из новых синтетических материалов, стеклоткани, фетры, стекловолокно (до 300 °С), металлоткани (от 500 до 1000 °С).

Существуют два основных способа регенерации запыленных тканей: встряхивание фильтрующих элементов (механическое, аэродинамическое); обратная продувка очищенными газами или воздухом.

Еще статьи по теме

Снижение уровня загрязненности рек г. Новокузнецка
С помощью системного анализа можно исследовать различные социально-экономические процессы и системы для лучшего понимания проблемы и поиска мероприятий по ее разрешению. В данной расчетной работе мы с помощью методов системного анализа рас ...

Морфометрическая характеристика мелких млекопитающих лесов Чёнковской зоны отдыха города Гомеля
Большинство видов мелких зверьков, живут в норах. Они имеют важное значение в функционировании любого биоценоза и хозяйственной деятельности человека. Например, они не только обуславливают существование связанных с ними хищников, но и вли ...