Рукавные фильтры

 Изм.   Лист      № документа    Подпись     Дата

 Лист

 

КР-02068025.270106.235 ПЗ

ВВЕДЕНИЕ

 

Рукавные фильтры - широко распространенные и эффективные аппараты пылеулавливания. Их применяют для отделения пыли от газов и воздуха (в том числе аспирационного) в различных отраслях промышленности: в черной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, промышленности строительных материалов, в текстильной, пищевой промышленности и т, д. Срок службы фильтрующих рукавов в рукавных фильтрах в среднем составляет 2-3 года, а в отдельных случаях может достигнуть 6-ти и более лет эффективной работы. Своевременная замена фильтрующих рукавов является гарантией эффективной работы рукавного фильтра, а появление более современных фильтрующих материалов позволяет обеспечить актуальность рукавного фильтра, - при снижении экологических норм по остаточной запылённости, в будущем. Широкое использование рукавных фильтров долгое время сдерживалось ограниченным температурным пределом эксплуатации фильтрующих материалов. Однако успехи, достигнутые в последнее время при разработке и испытаниях новых фильтровальных материалов, позволяют рассчитывать на то, что в ближайшие годы вопрос о температурном пределе применения рукавных фильтров практически будет снят. Развитие конструкций этих аппаратов, снижение стоимости и увеличение долговечности фильтровальных материалов в процессе освоения их производства позволят улучшить технико-экономические характеристики рукавных фильтров и эффективно применять их в ряде тех областей пылеулавливания, где они в настоящее время еще не используются. Задача данного проекта – проанализировать литературу, применение данного агрегата, а также произвести конструирование и расчет.[1]

 

 

 

 

 

1. Литературно-патентный анализ

 

Конструкции матерчатых фильтров весьма разнообразны. Наибольшее распространение  в настоящее время получили фильтры  с цилиндрической формой рукава - рукавные фильтры.

Рукавные фильтры предназначены  для очистки воздуха от любой  сухой неслипающейся пыли.

По способу регенерации  различают следующие виды рукавных фильтров: встряхиваемые, с обратной продувкой, с импульсной продувкой  и др.

Механическое встряхивание это основной способы регенерации  фильтровального материала. Он основан  на сотрясении рукавов в вертикальном и или горизонтальном направлении.

Достоинствами фильтров с механическим отряхиванием является стабильность удаления осадка пыли.

В качестве основных недостатков  следует отметить сложность встряхивающего механизма, который требует постоянного  внимания обслуживающего персонала, истирание  и изломы рукавов в одних и  тех же местах, чувствительность системы  к усадке и вытяжке рукавов, необходимость  отключения фильтра или отдельной  секции на время проведения регенерации.

Эффективный метод регенерации  фильтровального материала путем  обратной продувки очищенным газом  или напорным воздухом. Обратная продувка, как правило, применяется в сочетании  с другими способами: механическим встряхиванием, перекручиванием, вибрацией, покачиванием рукавов и др. Такие  фильтры (фильтры ФРО) довольно эффективны, удобны в эксплуатации и обслуживании. Однако производительность их несколько снижена за счет подсоса воздуха в период регенерации фильтровального материала. Обратная продувка обычно сопровождается плавной деформацией фильтровального материала, которая не действует так отрицательно на волокна как, например, механическое отряхивание.

Одним из наиболее эффективных  способов регенерации фильтровального  материала, который широко распространен  в конструкциях каркасных фильтров, является импульсная продувка. Отечественные  фильтры с импульсной продувкой  типа ФРКИ, ФРИ, ФКИ нашли применение почти во всех отраслях промышленности. Фильтры с импульсной продувкой отличаются тем, что в их конструкции нет встряхивающих механизмов, дросселей и обдувочных вентиляторов.

Процесс фильтрования рукавного  фильтра с импульсной продувкой  представлен на рисунке 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Процесс фильтрования рукавного фильтра с импульсной продувкой

 

Стремление к более  компактному размещению фильтровального  материала в рабочей камере фильтра  привело к созданию одной из самых  компактных компоновок - ячейковой  или иначе так называемой сотовой  компоновки.

Фильтровальный элемент сотового фильтра состоит из ячеек для запыленного и очищенного газа. Ячейки для запыленного и чистого газа расположены в шахматном порядке. Образованы ячейки способом соединения фильтровального материала сшивкой или термической сваркой. Сшитый фильтровальный элемент растягивается на каркасе. Ячейки чистого и запыленного газа сообщаются между собой только через фильтровальный материал.

По компактности размещения фильтровального материала сотовая  структура во много раз превышает  все существующие способы.

Промышленные фильтры  с сотовой компоновкой выпускаются  под названием ФКИ (фильтр кассетный  импульсный).

Большое разнообразие технологических  процессов, требующих высокоэффективной  очистки отходящих газов или  улавливания высокодисперсной пыли вызвало необходимость разработки и производства специальных фильтров, предназначенных для конкретных условий применения. Так, например, специфика улавливания волокнистой  пыли рукавными фильтрами несколько  отлична от улавливания обычной  пыли. Очистка взрывоопасных газов  потребовала введения определенных конструктивных особенностей в аппараты фильтрации.

В конструктивном оформлении матерчатые фильтры для очистки  высокотемпературных газов отличаются и по применяемому фильтровальному  материалу и по исполнению многих узлов и деталей от фильтров, предназначенных  для очистки атмосферного воздуха. Для улавливания дорогостоящей  пыли, ядовитых материалов требуются  фильтры с повышенной гарантией  от проскока их через фильтровальный материал. В одних случаях очистке  подвергаются небольшие объемы газов, в других случаях необходимо очищать  сотни тысяч и миллионы м3/ч.

Также рукавные фильтры различают по форме фильтровальных элементов:

1. рукавные
2. плоские
3. клиновые

По наличию опорных устройств различают фильтры:

1. каркасные
2. рамные

По месту расположения вентилятора относительно фильтра: всасывающие

1. работающие
2. под разрежением
3. нагнетательные
4. работающие под давлением

Также фильтры разделяют  по числу секций в установке; виду используемой ткани; по наличию и форме корпуса для размещения ткани 
(прямоугольные, цилиндрические, открытые).

В процессе работы матерчатых фильтров происходит постепенное отложение  пыли в порах фильтровального  материала и на его поверхности. По мере роста слоя пыли растет и  гидравлическое сопротивление аппарата. Если периодически не удалять пылевой  слой с поверхности материала  произойдет «запирание фильтра», т.е. тягодутьевой аппарат (обычно вентилятор) будет не в состоянии протягивать газ  через забившуюся фильтровальную перегородку. В результате постепенного забивания, будет падать эффективность фильтра  и в конце концов, движение газа через фильтр прекратится.

Для поддержания фильтра  в работоспособном состоянии  необходимо периодически удалять пыль с поверхности фильтровального  материала из пор.

Однако, как известно, оседающий  на поверхности фильтровального  материала слой пыли одновременно является фильтрующей средой, препятствующей проскоку наиболее мелких частиц пыли. Поэтому с фильтровального материала  необходимо удалить не весь слой пыли, а только часть, чтобы обеспечить приемлемое гидравлическое сопротивление  аппарата и сохранить его высокую  эффективность пылеулавливания. Процесс  удаления части пылевого слоя снаружи  и изнутри фильтровальной перегородки  в матерчатых фильтрах принято называть регенерацией, т.е. частичным восстановлением первоначальных свойств фильтровальной перегородки.

В промышленной эксплуатации в настоящее время находится  много конструкций, систем, устройств для регенерации фильтровального материала.

Рукавные фильтры имеют  много преимуществ по сравнению  с другими конструкциями матерчатых фильтров - высокая эффективность  пылеулавливания (достигает почти достигает почти 100%), надежность, замена фильтровальных рукавов и элементов без прекращения эксплуатации, пониженная чувствительность к эксплуатационным изменениям. Также не мало важно, что есть возможность возврата теплого очищенного воздуха в помещение, а это значительно сокращает затраты на обогрев помещения. соответствие современным требованием очистки запыленного воздуха.

Рукавные фильтры имеют  широкую сферу применения в различных  отраслях промышленности:

1. на тепловых электростанциях для улавливания летучей золы при сжигании угля или нефти.
2. в системах аспирации при пересыпке, транспортировке, упаковке сыпучих высокодисперсных порошковых материалов.
3. на заводах черной металлургии для очистки газов после мощных электродуговых сталеплавильных печей.
4. на заводах цветной металлургии для очистки газов после печей производства кремния и выплавки алюминия.
5. в энергетике - после котлов, сжигающих каменный уголь.
6. в производстве строительных материалов после мельниц и обжиговых печей.
7. на предприятиях химической промышленности для очистки газов в процессе мокрой грануляции сажи, при получении и обработке порошков и пылевидных материалов.
8. эффективность очистки запыляемого воздуха

Общая компоновка рукавных фильтров представлена на рисунке 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Общая компоновка рукавного фильтра

 

Недостатки рукавных фильтров заключаются в высокой стоимости  по сравнению с циклонными аппаратами, а также сложности устройства, что требует квалифицированного обслуживания персонала. Работа фильтра  осуществляется в условиях ограниченных концентраций пыли в воздушном потоке. Еще один недостаток – это переменное гидравлическое сопротивление. Но это  компенсируется эффективными способами  регенерации (очистки) фильтрующих  элементов.

Для данного проекта приемлем рукавный фильтр типа ФРСО.

Рукавные фильтры  типа ФРСО, предназначены для сухой  очистки не взрывоопасных пылегазовоздушных выбросов промышленных предприятий. Фильтр может работать как под давлением, так и под разряжением. Соответственно фильтр может, устанавливается как на напоре, так и на всасе вентилятора (дымососа).

Фильтр в осадительной камере оборудуется распределителями газового потока, которые одновременно выполняют функцию искрогасителей.

Рукавные фильтр-элементы сделаны из нетканого иглопробивного материала круглого сечения для любых типов и видов газа с температурой до 250С.

Насадка каркаса для рукавных фильтр-элементов могут быть оборудованы соплом «Вентури» для улучшения процесса регенерации.

Фильтр оборудуется системой распределения сжатого воздуха  и фильтр-регулятором для его окончательной очистки и регулировки.

Управление режимом регенерации  рукавов в автоматическом режиме осуществляет контроллер, который находится  в отдельном шкафу, непосредственно  на рабочей площадке фильтра.

Клапанная группа пилотов  управления основными клапанами  системы регенерации оборудована  автоматическим электроподогревателем для работы в зимних условиях.

Фильтр комплектуется  необходимой кабельной продукцией. Пылесборный бункер под фильтром имеет три датчика уровня пыли (два для автоматизации процесса работы шнека или шлюза и один для аварийного контроля уровня пыли) и смотровой люк. Камера чистого газа оборудована герметичными люками для замены фильтровальных элементов.

В фильтре предусмотрено  приспособление для пожаротушения (сухотруб).

В базовой комплектации камера чистого газа имеет ограждения согласно установленным нормам и лестницей, по желанию заказчика оборудуется  шатром с ручным тельфером для  подъема и опускания грузов до 0,5т.