Материал: Новоселов АГ Процессы и аппараты пищ производств Ч1

2.4.3. Фильтрование газов

Для очистки запыленных газов используют газовые фильтры. Запыленные газы проходят через пористые перегородки, которые пропускают газ и задерживают взвешенные в нем твердые частицы. Степень очистки газов в фильтрах достигает 99 %.

По конструкции различают фильтры с плоской фильтрующей перегородкой (рис. 2.21) и батарейные фильтры (рис. 2.22) [3].

Рис. 2.21. Газовый фильтр с плоской фильтрующей перегородкой: 1 – корпус; 2 – фильтрующая перегородка; 3 – опорная решетка

Фильтр с плоской фильтрующей перегородкой представляет собой корпус 1, заполненный мелкозернистым или спрессованным волокнистым фильтрующим материалом, через который проходит газовый поток и очищается от взвешенных в нем частиц. Через определенные промежутки времени подача газового потока прекращается, фильтрующий материал очищают или заменяют новым. Например,

41

в качестве фильтрующего материала можно использовать песок, кварц, вату и т. д.

Рис. 2.22. Рукавный фильтр с механическим встряхиванием: 1 – рукава; 2 – распределительная решетка; 3 – газоход;

4 – дроссельная заслонка; 5 – встряхивающее устройство; 6 – шнек

Батарейный фильтр (см. рис. 2.22) чаще всего выполняется в виде рукавного фильтра, где используются тканевые фильтрующие элементы. Фильтр выполняется в виде параллельно работающих секций (от 2 до 12) с числом рукавов в каждой секции в среднем 8. Запыленный газ вводится в фильтр и распределяется по фильтрующим элементам – рукавам 1, нижние концы которых закреплены на трубках распределительной решетки 2. Очищенный газ удаляется через газоход 3, а взвешенные твердые частицы осаждаются на внутренней поверхности фильтрующих элементов. Для очистки ткани от твердых частиц через определенное время закрывается дроссель 4 и секция фильтра отключается. С помощью встряхивающего механизма 5 пыль сбрасывается в нижнюю часть фильтра и удаляется из аппарата шнеком 6. Последовательность и продолжительность

42

работы секций фильтра регулируются с помощью автоматических устройств.

Батарейные фильтры используются для очистки больших потоков запыленного газа.

Расчет газовых фильтров практически сводится к определению поверхности фильтрования S по наибольшему допускаемому для фильтрующего элемента перепаду давления:

где V0 – расход газа, м3/с; rф – максимальное сопротивление фильтра

при фильтровании с заданной скоростью, Н с/м3; Р – максимальный допустимый перепад давления, Н/м2.

Рукавные фильтры нельзя использовать для фильтрования влажных газов (температура газа должна быть больше температуры точки росы приблизительно на 10 °С), а также горячих газов.

2.4.4. Фильтрование под действием центробежной силы

Разделение суспензий можно проводить в фильтрующих центрифугах различных типов [4] .

Фильтрующие центрифуги делятся на периодически действующие и непрерывно действующие. Большое значение при этом имеет способ выгрузки осадка. Различают центрифуги периодического действия с ручной выгрузкой осадка, гравитационной и автоматической, а среди непрерывно действующих различают центрифуги

спульсирующим поршнем и с центробежной выгрузкой.

Ваппаратах этих типов разность давления, необходимая для процесса фильтрования, создается за счет центробежной силы. Рассмотрим вращение кольца жидкости вокруг оси О–О.

Рассмотрим элементарный кольцевой слой жидкости dr, находящийся на расстоянии r от оси вращения (рис. 2.23).

Центробежная сила df, возникающая при вращении кольца

43

где aц ω2 r – центробежное ускорение; dm ρ2πrHdr – масса эле-

ментарного кольца; – плотность жидкости; H – высота кольца жидкости.

Рис. 2.23. К определению разности давления, возникающей в центрифуге

Если внутренний диаметр вращающегося кольца жидкости r1 , а наружный – r2 , то разность давления, создаваемая кольцом жидкости,

Таким образом, формула (2.31) определяет перепад давления, под действием которого жидкость проходит через фильтрующую перегородку, находящуюся на расстоянии r2 от оси вращения, а над ней находится слой жидкости толщиной (r2 r1 ) .

44

На рис. 2.24 приведена схема устройства фильтрующей центрифуги периодического действия с ручной выгрузкой осадка. Внутри кожуха 1 установлен барабан с перфорированными стенками (ротор) 2, который закреплен на валу 3. Внутри барабана размещается дренажная сетка 4, на которую укладывается фильтрующая ткань 5. Суспензия при снятой крышке 6 загружается в ротор, после чего крышка закрывается и ротор приводится во вращение. Жидкость (фильтрат) под действием возникающего перепада давления проходит через фильтрующую ткань, дренажную сетку и через отверстия в стенке ротора удаляется в кожух. Из кожуха по сливному патрубку направляется в сборник фильтрата. После окончания фильтрования осадок вручную удаляется из ротора.

Рис. 2.24. Фильтрующая центрифуга периодического действия

сручной верхней выгрузкой осадка:

1– кожух; 2 – ротор; 3 – вал;

А– дренажная сетка; 5 – фильтрующая ткань; 6 – крышка

Внепрерывно действующей фильтрующей центрифуге с пульсирующим поршнем (рис. 2.25) подача суспензии производится непре-

рывно, а осадок периодически выгружается поршнем-толкателем из перфорированного ротора, который расположен горизонтально.

45