Одной из особенностей современного технического прогресса является распространенность и непрерывное развитие различных технологических процессов, сопровождающихся образованием аэродисперсных систем, состоящих из твердых частиц пыли, взвешенных в газообразной среде.

Все известные способы улавливания пыли можно разделить на сухие и мокрые.

Мокрые способы характеризуются большими энергозатратами, наличием стоков, необходимостью защиты аппаратуры от коррозии и устранения отложений на стенках аппаратов и трубопроводов и т.п., поэтому предпочтение отдается сухим способам пылеулавливания за исключением тех случаев, когда мокрое пылеулавливание обусловливается технологическими требованиями.

Среди известных различных сухих способов очистки промышленных газов от пыли наибольшая эффективность улавливания тонкодисперсных частиц (размером до 5 мкм) достигается практически только при использовании рукавных фильтров и электрофильтров. Выбор одного из этих двух типов аппаратов определяется технико-экономическим сопоставлением. При этом надо учитывать следующие факторы.

Установки пылеулавливания с применением электрофильтров характеризуются наименьшими среди других способов энергозатратами и соответственно минимальными эксплуатационными расходами. Однако для их сооружения требуются значительные капитальные затраты и, кроме того, они весьма чувствительны к изменениям технологических параметров очищаемого газа. Сухие электрофильтры применяются до температур 400 - 500° С и наиболее экономичны при больших объемах газов, начиная с 0,5 млн. м3/ч.

Серьезными ограничениями, сужающими область применения сухих электрофильтров, является невозможность добиться в них стабильной остаточной запыленности ниже 50 мг/м3 без значительного увеличения затрат на очистку, недостаточная эффективность улавливания при высоком удельном электрическом сопротивлении пыли, а также неприменимость электрического метода очистки для взрывоопасных сред. В этом отношении рукавные фильтры имеют определенные преимущества перед электрофильтрами. При их использовании могут быть стабильно обеспечены остаточная запыленность ниже 5 - 10 мг/м3 независимо от свойств улавливаемой пыли и колебаний технологического режима, работа в широком диапазоне расхода очищаемого газа, возможность применения при соблюдении определенных мер безопасности для очистки взрывоопасных газовых сред.

С другой стороны, для работы рукавных фильтров требуются более высокие энергозатраты из-за их повышенного гидравлического сопротивления - 1000 - 1500 Па (против 100 - 150 Па для электрофильтров), а также необходимость периодически (1 раз в 0,5 - 2 года) заменять фильтрующий материал высокой стоимости, что требует значительных эксплуатационных расходов. К недостаткам установок рукавных фильтров следует отнести также громоздкость, что в ряде случаев сдерживает их применение при очистке больших объемов газов (свыше 0,5 млн. м3/ч).

Широкое использование рукавных фильтров долгое время сдерживалось ограниченным температурным пределом эксплуатации фильтрующих материалов. Натуральные шерстяные и хлопчатобумажные ткани не выдерживали температур выше 80 - 90° С, что явно недостаточно для обеспыливания промышленных газов. Однако за последние 15 - 20 лет достигнут прогресс в создании новых фильтровальных материалов. Появление синтетических тканей типа лавсан и нитрон привело к увеличению температурного предела работы рукавных фильтров до 130-140° С.

Применение стеклоткани, которая однако обладает несколько худшими фильтровальными свойствами, дало возможность широкого применения фильтров до температур 250° С.

Фильтрующие элементы фильтра могут быть выполнены в виде тканевых рукавов, мешков, полотен. Запыленный газ пропускается через ткань, в результате чего на поверхности ткани и в ее порах осаждается пыль. По мере увеличения толщины слоя пыли возрастает сопротивление фильтра, поэтому осевшую на ткани пыль периодически удаляют.

Процесс фильтрации газа зависит от типа ткани и вида пыли. Гладкие и неворсистые ткани сравнительно легко пропускают запыленный газ. В порах таких тканей задерживаются только крупные частицы пыли. Фильтр начинает хорошо задерживать мелкую пыль только после накопления на поверхности фильтрующих элементов слоя пыли. Для ворсистых, шерстяных тканей с мелкими порами влияние начального слоя пыли менее заметно. Ворсистые ткани целесообразно применять при улавливании зернистой гладкой пыли, а при улавливании волокнистой пыли - лучше гладкие ткани.

Тканевые фильтры применяются для очистки больших объемов воздуха со значительной концентрацией пыли на входе (до 60 г/м3). В качестве фильтрующих элементов в этих аппаратах часто используются тканевые рукава, которые обеспечивают тонкую очистку воздуха от пылевых частиц, имеющих размер менее 1 мкм.

В настоящее время выпускается и эксплуатируется много разнообразных конструкций тканевых фильтров. По форме фильтровальных элементов и тканей они могут быть рукавные и плоские (полотняные), по виду опорных устройств - каркасные, рамные и т.д., по наличию корпуса и его форме цилиндрические, прямоугольные, открытые (бескамерные), по числу секций - одно - и многосекционные. Фильтры могут также различаться по способу регенерации (чистки) и ряду других признаков.

Рукавные фильтры - надежные и эффективные пылеулавливающие аппараты, предназначенные для сухой очистки промышленных газов. Рукавный фильтр представляет собой металлический корпус, разделенный перегородками на секции, в каждой из которых размещена группа фильтрующих рукавов подвешенных на монтажных (опорных) решетках. Внизу рукавного фильтра находится бункер для сбора пыли, выгрузку пыли и герметичность обеспечивают шнек и шлюзовой питатель. Регенерация (очистка) рукавов фильтра происходит поочередно кратковременными импульсами сжатого воздуха. Управление регенерацией осуществляет контроллер, который задает частоту, и продолжительность импульсов по перепаду давления при помощи дифманометра.

Рукавные фильтры нашли широкое применение в различных отраслях промышленности: целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей, теплоэнергетической, нефтеперерабатывающей, черной и цветной металлургии, производстве строительных материалов, пищевой, текстильной и многих других.

Фильтрующим элементом рукавных фильтров является фильтровальные рукава, сшитые из фильтрующего материала, который подбирается в зависимости от условий эксплуатации и состава пыли.

Рукавные фильтры применяются для очистки промышленных газов от пыли при концентрации до 60 г/м3. Однако при применении специальных устройств, понижающих входную концентрацию пыли, рукавным фильтрам по силам противостоять концентрации до 200г/м3. После рукавного фильтра очищенный воздух может содержать менее 10 мг/м3 пыли.

Рукавные фильтры чаще применяются при температуре очищаемого газа, в диапазоне температур 20-260°С, но так же существуют материалы, рассчитанные на работу при температуре до 350°С.

Регенерация (очистка от осевшей пыли) рукавов в процессе работы фильтра осуществляется автоматически путем их встряхивания, с помощью импульсов сжатого воздуха.

Это является преимуществом данных газоочистных аппаратов или же методом обратной продувки и вибрационным способом, что менее эффективно. Имеются мембранные клапаны, которые позволяют провести процесс регенерации при помощи усовершенствованной импульсной электронной системы регенерации рукавов. В настоящее время самым эффективным является автоматическая продувка рукавного фильтра импульсами сжатого воздуха.

Конструкции матерчатых фильтров весьма разнообразны. Наиболее распространенной классификацией рукавных фильтров является разделение по способу регенерации и форме фильтровальных рукавов.

Рукавные фильтры с цилиндрической формой фильтровального элемента широко распространены в различных отраслях промышленности, имеют много преимуществ по сравнению с другими конструкциями матерчатых фильтров. Однако, наряду с достоинствами, они имеют существенный недостаток, заключающийся в сравнительно небольшой поверхности фильтрации, приходящейся на единицу объема рабочей камеры фильтра.

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.

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

В промышленной эксплуатации в настоящее время находится много конструкций, систем, устройств для регенерации фильтровального материала. Основные способы регенерации фильтровального материала: механическое встряхивание (в этом случае пыль удаляется с поверхности фильтровального материала), обратной продувкой (в этом случае пыль удаляется с поверхности и из пор фильтровального материала) и сжатым воздухом.

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.

Эффективным методом регенерации фильтровального материала является обратная продувка 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 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.

Большое разнообразие технологических процессов, требующих высокоэффективной очистки отходящих газов или улавливания высокодисперсных пылей вызвало необходимость разработки и производства специальных фильтров, предназначенных для конкретных условий применения. 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 дорогостоящих пылей, 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.

3. Измерение уровней звукового давления, методика и применяемые приборы