Зернистые фильтры

Фильтрующие слои, состоящие из зерен сферической или другой формы, применяются для очистки газов реже, чем волокнистые материалы. Преимуществами многих из зернистых фильтров являются доступность материалов, возможность работать при очень высоких температурах и в условиях агрессивной среды, выдерживать большие механические нагрузки и перепады давлений, а также резкие изменения температуры.

Различают следующие типы зернистых фильтров:

1) зернистые насадочные (насыпные) фильтры, в которых улавливающие элементы (гранулы, куски и т.д.) не связаны друг с другом. К этим фильтрам относятся: статические (неподвижные) слоевые фильтры; динамические (подвижные) слоевые фильтры с гравитационным перемещением сыпучей среды; фильтры с псевдоожиженным слоем;

2) жесткие пористые фильтры, в которых зерна прочно связаны друг с другом в результате спекания, прессования или склеивания и образуют прочную неподвижную систему. К этим фильтрам относятся: пористая керамика, пористые металлы, пористые пластмассы.

Улавливание частиц пыли в зернистых фильтрах подчиняется тем же закономерностям, что и в волокнистых фильтрах, так как действуют те же механизмы осаждения частиц на препятствии.

При расчете зернистого фильтра сначала определяют характеристики газа при рабочих условиях. Затем степень очистки газа и гидравлическое сопротивление зернистого фильтра заданной толщины.

Степень очистки газа зернистым слоем, в долях от единицы, приближенно можно определить из выражения:

(3.20)

где t_ф – время от начала процесса фильтрования, с; a и b - эмпирические коэффициенты (для гравийных фильтров a = 0,877×10⁷, b = 2,57×10^-11); К_сл – коэффициент захвата пыли слоем, определяемый из выражения:

К_сл = , (3.21)

где d_m – среднемедианный размер пыли, м; r_ч – плотность частиц пыли, кг/м³; H_сл – толщина слоя, м; w_ф – скорость фильтрования, м/с; d_экв – эквивалентный диаметр, м; m - вязкость газа. Па×с.

Гидравлическое сопротивление фильтра складывается из сопротивления зернистого слоя D р₁ и прироста сопротивления D р₂ за счет накопления уловленной пыли (Па):

(3.22)

Гидравлическое сопротивление зернистого слоя D р₁ после регенерации с учетом пыли, оставшейся в нем после регенерации, можно определить по формуле:

, (3.23)

где e_п – пористость пыли, доли единицы; r_г – плотность газа, кг/м³.

Прирост сопротивления слоя за счет накопления уловленной пыли можно определить по формуле:

, (3.23)

где z₁ – начальная запыленность газа, кг/м³.

Дата добавления: 2015-07-11