15.1. Волокнисті фільтри
У волокнистих фільтрах фільтрувальний шар утворений відносно рівномірно розподіленими тонкими волокнами фільтрувальних матеріалів. Ці фільтри призначені для вловлювання частинок дрібнодисперсного і особливо дрібнодисперсного пилу при його концентрації в повітрі (газі), що очищається, в межах 0,5...5 мг/м3.
Волокнисті фільтри можуть бути підрозділені на тонковолокнисті, глибокі і грубоволокнисті фільтри.
Тонковолокнисті фільтри мають діаметри волокон менше 5 мкм і використовуються для вловлювання високодисперсного пилу і інших аерозольних частинок розміром 0,05...0,1 мкм з ефективністю по субмікронних частинках не менше 99%. Як фільтрувальний матеріал використовується ФП (фільтр Петрянова).
Фільтри з матеріалом ФП часто використовуються для вловлювання небезпечних (високотоксичних, радіоактивних, бактеріологічно заражених і ін.) аерозолів з подальшим знищенням або похованням.
Питома витрата оброблюваних газів на один квадратний метр поверхні фільтру має розмірність швидкості. Ця величина є характеристикою питомого навантаження, а не швидкості.
Питоме навантаження Wsf* на фільтри подібного типу знаходиться в межах 0,01...0,1 м3/м2с, опір чистих фільтрів – в межах 200...300 Па, відпрацьованих – 700...1500 Па. Фільтри призначені для тривалої роботи (від декількох місяців до декількох років) при невисокому вмісті дисперсної домішки (до 0,5 мг/м3) з подальшою заміною, оскільки регенерація відпрацьованих фільтрів неможлива.
Характеристики фільтрів тонкого очищення, які використовуються для обробки технологічних газів, приведені в таблиці 15.1.
Таблиця 15.1.
Характеристики фільтрів тонкого очищення
Марка фільтру |
Поверхня, що фільтрує, м2 |
Максимальна продуктивність, м/с |
Фільтрувальний матеріал |
Розміри фільтру, мм |
Межа температур, t°С |
ФБ-0,5 ФБ-2 ФБ-10 |
0,5 2 10 |
0,02 0,06 0,285 |
ФПП-25 |
235x235x256 330x300x390 510x510x552 |
60 |
Для тонкого очищення газових викидів, коли температура середовища, що очищається, вище 60°С і в ній знаходяться речовини, що руйнують матеріали ФП (за наявності в оброблюваних газах речовин, агресивних по відношенню до перхлорвінілу, ацетилцелюлози, поліакрилонітрилу) застосовують фільтри ПФТС, споряджені скловолокном (рис. 15.1). Продуктивність фільтрів 200...1500 м3/год, опір 200...1000 Па.
Рис. 15.1. Фільтр ПФТС-500: 1 – каркас; 2 – фільтрувальний пакет
Основного недоліку тонковолокнистих фільтрів (короткий термін служби фільтрувального шару через незастосовуваність регенерації) позбавлені глибокі фільтри (фільтри довготривалого користування). Перший шар фільтру на шляху руху середовища, що очищається, складається з грубих волокон, останній шар – з тонких. Діаметр грубих волокон 8...19 мкм. Фільтри мають висоту фільтрувального шару від 0,3 до 2 м і розраховані на роботу при тиску до 0,3 МПа. Фільтр застосовується в системах стерилізації повітря у виробництві антибіотиків, вітамінів і інших біо- і медичних препаратів. Вони можуть застосовуватися і для тонкого очищення деяких видів технологічних газових викидів. Фільтр періодично стерилізують парою, потім просушують сухим повітрям. Вони розраховані на термін служби 10...20 років.
Грубоволокнисті фільтри. Ці фільтри називають також передфільтрами, оскільки їх встановлюють перед тонковолокнистими фільтрами для попереднього очищення повітря (газів). Завдяки цьому знижується вартість очищення, оскільки вартість грубоволокнистих фільтрів майже в 10 разів нижче тонковолокнистих, їх легко замінювати або регенерувати. Фільтрувальний матеріал передфільтру складається з суміші волокон діаметром від 1 до 20 мкм. Фільтр марки ФГ показаний на рис. 15.2. Грубоволокнисті фільтри відрізняються низьким початковим опором (близько 100 Па) і високою пилоємністю. При питомому навантаженні 0,05...1 м3/(м2с) фільтри повинні повністю вловлювати частинки більше 1 мкм.
Рис. 15.2. Фільтр грубого очищення ФГ: 1 – форкамера; 2 – вхідний отвір; 3 – корпус; 4 – вихідний отвір; 5 – кільце ущільнювача; 6 – фільтрувальний елемент