Мокрая очистка газов от аэрозолей основана на промывке газа жидкостью (обычной водой) при возможно более развитой поверхности контакта жидкости с частицами аэрозоля и возможно более интенсивном перемешивании очищаемого газа с жидкостью. Этот универсальный метод очистки газов от частиц пыли, дыма и тумана любых размеров является наиболее распространенным приемом заключительной стадии механической очистки, в особенности для газов, подлежащих охлаждению. К аппаратам мокрой очистки относятся насадочные и центробежные скрубберы, пенные аппараты, скрубберы Вентури.

Улавливание пыли в электрофильтрах основано на известной способности разноименно заряженных тел притягиваться друг к другу. Пылевидным частицам сначала сообщается электрический заряд, после чего они осаждаются на противоположно заряженном электроде. Когда в межэлектродном пространстве проходит газ со взвешенными пылевидными частицами, ионы газа адсорбируются на поверхности пылинок, вследствие чего пылинки заряжаются и приобретают способность перемещаться под воздействием электрического поля к осадительным электродам. Осевшую на электродах пыль периодически удаляют.

Звуковая и ультразвуковая коагуляция, а также предварительная электризация пока мало применяются в промышленности и находятся в основном в стадии разработки. Они основаны на укрупнении аэрозольных частиц, облегчающем их улавливание традиционными методами. Аппаратура звуковой коагуляции состоит из генератора звука, коагуляционной камеры и осадителя.

3.2 Рукавные фильтры

Рукавные фильтры — широко распространенные и эффективные аппараты пылеулавливания. Их применяют для отделения пыли от газов воздуха в различных отраслях промышленности: в черной и цветной металлургии, химической промышленности, промышленности строительных материалов в текстильной, пищевой промышленности и т.д.

Рукавные фильтры представляют собой аппараты с корпусами прямоугольной или круглой формы. Внутри корпусов подвешены рукава Диаметром от 100 до 300 мм, высотой от 0,5 до 10 м. Фильтрация воздуха или газа осуществляется пропусканием запыленной среды через рукава. Допустимая запыленность газа в технических характеристиках приведена при нормальных условиях. В рукавных фильтрах разной конструкции газ может перемещаться в направлении изнутри рукава наружу или наоборот. После того как на фильтрующей поверхности накопится слой пыли, гидравлическое сопротивление которого составляет предельно допустимую величину, производят регенерацию рукавов (сбрасывание в бункер накопившегося слоя пыли). Для регенерации используют обратную, импульсную и струйную продувку или механическое встряхивание, которое может применяться в сочетании с обратной продувкой.

Помимо способа регенерации, рукавные фильтры различаются площадью фильтрующей поверхности, допустимой величиной рабочего давления (разрежения), количеством секций, формой, диаметром, высотой и конструктивными особенностями рукавов (наличием каркаса, колец по высоте рукава и т.п.).

Рукавные фильтры обеспечивают очистку воздуха и газов от пыли (в том числе высокодисперсной) эффективностью 99 % и выше.

Степень очистки газа в рукавном фильтре определяется дисперсностью и другими свойствами улавливаемой пыли, качеством фильтровального материала, способом и режимом регенерации, величиной удельной газовой нагрузки, гидравлического сопротивления и др.

Пропускная способность рукавного фильтра зависит от площади фильтрующей поверхности и удельной газовой нагрузки, определяемой по эксплуатационным и опытным данным.

Рис.5. Каркасный рукавный фильтр с импульсной продувкой

В настоящее время наиболее распространенными типами рукавных фильтров являются: ФРКИ, ФРКН, ФРО, ФРОС, ФРКДИ, ФРУ, УРФМ, СМЦ и др.

3.2 Устройство рукавного фильтра ФРКИ-30

Рукавные фильтры типа ФРКИ. фильтры типа ФРКИ — аппараты общепромышленного назначения. Они предназначены для улавливания пылей со 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 фильтра ФРКИ-30, состоящего из одной секции, высота рукавов 2м.

Запыленный газ поступает в корпус через патрубки на боковых стенках бункеров.

Регенерация осуществляется без отключения секций импульсами сжатого воздуха, поступающего внутрь рукавов сверху через отверстия в продувочных коллекторах. Длительность импульсов — 0,1—0,2 с. Подача импульсов обеспечивается электромагнитными клапанами при помощи системы автоматики.

Система регенерации рассчитана на использование сжатого воздуха давлением 0,6 МПа (6 кгс/см²). В случае эксплуатации фильтров при пониженном давлении сопловые отверстия на раздающих трубах потребитель рассверливает согласно таблице, включенной в инструкцию по эксплуатации.

Выгрузка пыли обычно производится через шлюзовые затворы. В случае необходимости может быть использовано разгрузочное устройство другого типа.

Корпуса и бункеры фильтров изготовлены из углеродистой стали.

Сжатый воздух в фильтрах должен быть осушен и очищен не ниже 10 кл. по ГОСТ 17433—72. Расход воздуха рассчитывают исходя из режима регенерации при расходе 55 дм³ (н.у.) через одну раздающую трубу за один импульс.

Фильтровальные материалы: лавсановая фильтровальная ткань арт. 216, 217 (ТУ 17 РСФСР-8174-75); лавсановая ткань арт. 86013 (ОСТ 17-452— 74) или арт. 86033 (ТУ 17 УССР-3238-78); иглопробивной синтетический фильтровальный войлок арт. 204-Э (ТУ 17 ЭССР-413-77).

Для нормальных условий эксплуатации необходима установка в отапливаемом помещении.

Условное обозначение типоразмера электрофильтра:

Ф — фильтр; Р — рукавный; К — каркасный; И—с импульсной продувкой; цифры — площадь фильтрующей поверхности (в м²).

Таблица 2. Техническая характеристика фильтра ФРКИ-30

Показатель	ФРКИ-30
Площадь фильтрующей поверхности, м², не более	30
Количество рукавов	36
Диаметр рукава, мм	135
Высота рукова, м	2
Количество электромагнитов	3
Количество мембранных клапанов	6
Количество секций	1
Удельная газовая нагрузка, м³/м²*мин, не более	1,8
Допустимая запыленность газа, г/м³	20
Гидравлическое сопротивление, кПа (кгс/м²)	1,2-2 (120-200)
Давление продувочного воздуха, МПа (кгс/м²)	0,3-0,6 (3-6)
Наибольший расход сжатого воздуха, м³/ч	10
Допустимое давление (разряжение) внутри аппарата, кПа (кгс/м²)	5 (500)
Габаритные размеры, ммдлинаширинавысота	146020303595
Масса с рукавами, т, не более	1,28

Таблица 3. Техническая характеристика фильтровальной перегородки ТУ 17-14-45-77.

Войлок иглоупорный с каркасом
Показатели
Масса 1 м2, гр	600
Толщина, мм	2,0
Разрывная нагрузка полоски 25*100 мм, Носновауток	1140550
Воздухопроницаемость при DР=50МПа, л/(м2*с)	140
Изгибоустойчивость	Х
Вид изделия	полотно

4. Расчет фильтра

Расчет фильтров сводится к определению суммарной площади поверхности фильтровальных элементов, их гидравлического сопротивления и сопротивления корпуса фильтра, продолжительности работы фильтра до регенерации.

4.1 Исходные данные

Объемный расход газа - Q_ОЧ = 1200 м³/ч;

Концентрация пыли на входе в фильтр - 33 г/м²;

Характеристика пыли:

Вид пыли - солодовенная;

Дисперсионность - d = 102*10^-6м;

Характеристика фильтрованной перегородки:

Ткань – войлок иглопробивной ТУ 17-14-45-77;

Воздухопроницаемость - W_ПР = 3,2 м/мин;

Температура газа - t_г = 105⁰С;

Рекомендуемая нагрузка - q_Р = 1,4 м³/(м²×мин);

4.2 Определение удельной газовой нагрузки для рукавных фильтров

q_Р = q_Н *С₁* С₂* С₃*С₄*С₅,

q_Н— нормативная удельная нагрузка, зависящая от вида пыли и ее склонности к агломерации, q_Н= 3,5 м³ /(м²*мин);

С₁ — коэффициент, характеризующий особенность регенерации фильтровальных элементов, С₁=0,55 – для фильтров с импульсной продувкой;

С₂— коэффициент, учитывающий влияние концентрации пыли на удельную газовую нагрузку (определяется по графику из справочника), С₂=0,91;

С₃ — коэффициент, учитывающий влияние дисперсного актива пыли в газе (определяется по справочнику), С₃=1,2;

С₄ — коэффициент, учитывающий влияние температуры газа (определяется по справочнику), С₄=0,74;

С₅— коэффициент, учитывающий требования к качеству очистки, С₅=0,95.

q_Р= 3,5*0,55*0,91*1,2*0,74*0,95= 1,48 м³ /(м²*мин).

4.3 Определение поверхности фильтрования

F_Ф = (Q_ОЧ + Q_ОП) /60 q_Р + F_Р,

где Q_ОЧ- объем газа, поступающего на очистку, Q_ОЧ=1200 м³/ч;

Q_ОП - объем газа или воздуха, расходуемого на обратную продувку, Q_ОП=10 м³/ч;