Технологии очистки воздуха

Рукавный фильтр с импульсной продувкой, регенерация рукавов сжатым воздухом.

Рукавный фильтр с импульсной продувкой

Рукавный фильтр с импульсной продувкой как эффективный промышленный пылеуловитель

Рукавный фильтр с импульсной продувкой крайне необходим и полезен для очистки газовоздушной смеси от пыли в технологическом процессе. Мы более десяти лет внедряем импульсные мешочные пылеуловители, которые сегодня без рекламаций служат на более чем 200 промышленных предприятиях России, Азии и Европы.

История создания и общее описание рукавных фильтров

Борьба с пылью ведется многие тысячелетия. Уже на заре цивилизации люди поняли, что плотный тканый материал показывает хорошую эффективность от пылевых и песчаных включений – тканью оборачивали лица бедуины, номады, погонщики верблюдов, туареги, рудокопы, камнетесы; лицевые маски носили американские ковбои, словом, все, кто был вынужден был вести свою деятельность в условиях механически загрязненных мест, пустынь или пыльных дорог.

По мере развития механообработки количество твердых отходов высокой дисперсности стремительно возрастало, и были разработаны множественные технологии, устройства и аппараты, чьей целью было снижение – внутренняя аспирация или полная фильтрация – пылевых выбросов.

Изобретателем рукавного фильтра по праву можно назвать Гиппократа. Примерно в 500 году до нашей эры он создал первое устройство, представляющее клеть с закрепленными на ней хлопковыми ткаными мешками – для фильтрации механических примесей из воды. Историки прозвали первый мешочный фильтр «Рукавом Гиппократа».

рукав гиппократа

Рукав Гиппократа – одно из первых приспособлений, функционирующих по принципу мешочной / волоконной фильтрации

Вместе с этим шла модернизация фильтрующих материалов – на смену хлопковой марле, байке и войлоку пришли нетканые материалы иглопробивного, термического и химического типа изготовления, фирменные текстили SpunJet, SpunLace, AirLay, Strutto; широко используется капрон, полипропилен, полиэстер, стекловолокно, полиамид, тефлон (и их модификации).

В зависимости от очищаемых сред фильтроматериалы также могут быть обработаны специальными термостойкими, кислотостойкими и иными пропитками, а также подвергнуты поверхностному упрочнению (для абразивных пылей).

Все это, в совокупности, привело к созданию таких аппаратов как рукавные фильтры, которые сегодня широко востребованы во всех отраслях промышленности, имеющих в качестве побочных продуктов пылевые / твердодисперсные взвеси, воздушные суспензии.

Рукавные пылеуловители демонстрируют высокий КПД очистки высокозапыленных сред в металлургии, обрабатывающей и добывающей промышленности, на АБЗ, цементных предприятиях, кирпичных заводах и множестве других индустриальных участков и цехов.

мобильный рукавный фильтр с импульсной продувкой

Передвижной фильтрационный комплекс

Таблица применимости аппаратов в различных отраслях промышленности.

Отрасль Назначение
Металлургия пескоструйная, дробеструйная обработка заготовок, шлаки, сварочная пыль, отходы механообработки
Мукомольное производство, зернообработка фильтрация мучки, шелухи, мельничной пыли, сечки, лузги
АБЗ, добывающие, горнообогатительные производства участки / зоны грохочения и дробления породы, транспортеры, перевалочные пункты
Объекты энергетики угольные, коксовые, зольные, пепельные и иные механические выбросы
Производство строительных материалов захват пылей цемента, камня, кирпича, известняка, гипса, минералов
Табачные заводы нейтрализация растительных микродисперсных волокон

3D-моделирование работы РФ на Рефтинской ГРЭС – крупнейшей твердотопливной теплоэлектростанции в России

Схема, устройство и конструкция рукавного фильтра: общие черты

Внешний вид и габариты аппаратов могут существенно различаться. Но, вне зависимости от исполнения, ориентации, типа и материала мешков, каждый рукавный пылеуловитель предполагает наличие нижеследующих узлов.

рукавный фильтр с импульсной продувкой

Рис. 1. Принципиальная схема рукавного фильтра

  • Корпус, обычно – стальной или, реже, пластиковый кожух, (если аппарат конструируется для фильтрации легковоспламеняемых или пожароопасных пылей, корпус может быть оснащен мягкими противовзрывными мембранами / пластинами, которые, разрушаясь при взрыве внутренней среды, быстро снижают внутреннее давление и сохраняют корпус в целости, минимизируя возможный ущерб для самого фильтра, персонала и окружающей производственной инфраструктуры);
  • Рукавный блок – отсек с установленными в т.н. рукавную плиту (раму) каркасами плоской, цилиндрической или – редко – эллипсоидной формы, на которых закреплены (подшиты или установлены на хомутах, кнопках, заклепках) фильтровальные рукава. Независимая установка каркасов обеспечивает удобство обслуживания / замены / ремонта индивидуальных картриджей.
  • Опционально – отбойная пластина / дефлектор – начальный рубеж грубой очистки воздуха. Конструкционно ставится сразу после входного клапана и «отбивает» крупную пыль, которая сразу же опадает в пылесборный бункер;
  • Пылесборник пирамидального (конусного) типа. В бункер попадает вся пыль – как после отскока от отбивной пластины, так и после очистки пылевого осадка с рукавов. Опционально бункер может быть оборудован виброприводом и шнеком для непрерывного отвода механического осадка.
  • Механизм регенерации рукавов. Один из ключевых узлов мешочного фильтратора. Может быть построен на использовании кулачкового (или иного) механизма вибрационного встряхивания, на принципах обратной продувки сжатым воздухом, акустико-вибрационных воздействиях и других подходах / технологиях самоочистки. Подробнее читайте ниже на этой странице.
  • Датчики, системы автоматизации контроля и управления. Степень насыщения / забивки фильтра может определяться как по таймеру, (если свойства очищаемого потока известны и неизменны во времени), так и по дифференциальному манометру, который оперирует разницей показаний входящего и исходящего потока.

В англоязычной литературе для слова «рукав», в техническом контексте, обычно используют не привычное «sleeve», а «bag», «sack» – мешок или же «hose» – шланг. Таким образом и сами аппараты именуются bag-, sack- или hose filter.

рабочая камера рукавного фильтра

Продувочная секция

Чистая и грязная камеры

Помимо прочего, принято условно разделять конструкцию рукавных фильтров на т.н. чистую и грязную камеры.

Грязная камера включает в себя отсек ввода запыленного воздуха, пылеотбойник, бункерную зону и всю внешнюю поверхность текстиля рукавов, на которой, собственно, и происходит задержание/ осаждение пылевых включений.

плоские рукава

Плоские каркасы

круглые рукава

Каркас круглого сечения

Чистая камера отделена от остального блока установочной рамой, в которой закреплены концы каркасов с мешками (их количество от модели к модели различно).

Из чистой камеры – в различных технологических вариациях – поток идет к выходному клапану. В ней же, полностью или частично, размещены элементы механизма регенерации рукавов – импульсные продувочные клапана / сопла, штоки встряхивателя, вибрационные мембраны.

Рукавный фильтр с импульсной продувкой. Принцип работы.

Описание конструктивных элементов делает понятным принцип работы рукавного фильтра:

  1. Запыленный поток подводится во входной клапан аппарата. В зависимости от наличествующей инфраструктуры, могут использоваться вспомогательные элементы – пневмонасосы, компрессоры, напорные вентиляторы, иные нагнетатели. В случае обработки высокотемпературного потока может быть реализовано подмешивание в фильтр чистого прохладного / атмосферного воздуха.
  2. Воздухопоток контактирует с внешней поверхностью плотных нетканых рукавов, при этом частички пыли оседают снаружи мешков, в то время как чистый воздух проходит внутрь каркасов и попадает в чистую камеру, откуда выводится в производственное помещение или во внешнюю атмосферу;
  3. По мере оседания пылевых включений на поверхности рукавов, воздуху становится все сложнее «пробиться» сквозь нарастающую механическую преграду, и производительность аппарата падает – необходима регенерация рукавов;
  4. В зависимости от имплементированной системы регенерации, производится обратная импульсная продувка, встряхивание или другое воздействие на фильтр-элементы, что позволяет освободить их поверхность от пыли и восстановить номинальный КПД устройства;
  5. Пыль опадает в бункер, цикл повторяется.

Каркасы круглого сечения используются, как правило, в крупных аппаратах, разрабатываемых для условий сильной запыленности, в то время как плоские картриджи обеспечивают высокую компактность, но чуть менее эффективны в очистке воздуха от пыли высоких концентраций.

Регенерация рукавов / картриджей

Инженеры и техники многих производственных предприятий и исследовательских институтов долгие десятилетия анализируют особенности работы рукавных фильтров, и к сегодняшнему дню разработаны несколько подходов к освобождению рукавов от пыли, которые постепенно модернизируются. Рассмотрим их подробнее.

рукава пыльные

Внутри рабочей камеры: картриджи непосредственно перед регенеративной процедурой – видна обильно осевшая пыль

Механическое вибрационное встряхивание

Одним из распространенных конструктивных решений для восстановления эффективности очистки воздуха в рукавном фильтре является механическое встряхивание рабочего блока.

Вибрационное встряхивание может реализовываться как через вращательное движение мотора (мотор-редуктора) с системой эксцентриситетов (кулачковые и кривошипно-шатунные механизмы, качающие подшипники, механизмы Чебышева, Хойкена, Кланна, Ватта, Саррюса), так и прямо – через пневматические или гидравлические воздействия на штоки.

Основным недостатком механического подхода является наличие в конструкции движущихся частей, которые неизбежно изнашиваются и, в целом, показывают меньшую надежность, чем импульсная продувка.

Одна из вариаций преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное

Вдобавок, организация индивидуального встряхивания для каждого картриджа рукавного блока представляет собой технически непростую задачу, поэтому обычно механическая регенерация применяется сразу для всей рамы с картриджами.

Вибровстряхивание иногда используется в одинарных фильтрах, работающих без остановки – регенерация идет непрерывно и параллельно с очисткой. Впрочем, такие конструкции встречаются крайне редко. Чаще виброфильтры – для удобства и бесперебойности – объединяются в батареи, где очистка воздуха идет попеременно.

Импульсная продувка

Импульсная очистка рукавов обеспечивает почти мгновенные, сильные аэродинамические удары, направленные внутрь фильтр-элементов. Импульс сжатого воздуха (5-10 бар) проходит по всей длине рукава и, моментально расширяя его диаметр, сбрасывает осевшую на волокне пыль.

В зависимости от концентрации загрязнителя, природы, объема и других свойств очищаемой среды, продувка может осуществляться каждые несколько секунд, десятков секунд или минут (от 3-5 и выше) при длительности одиночного регенерационного импульса порядка 0.1-0.2 секунды.

Преимуществом аэродинамической очистки с индивидуальными клапанами является возможность независимой регенерации рукавов в многокамерных машинах, что позволяет добиться эффективной и бесперебойной воздухоочистки (при условии, что группы картриджей установлены в несообщающихся камерах / фильтр-аппаратах).

Также, в рамках монтажа фильтров на территориях, оборудованных собственной магистралью высокого давления, отсутствует потребность во введении в конструкцию дополнительного компрессора высокого давления (уточняется у Заказчика).

Помимо описанных выше, ограниченно практикуются и другие методы регенерации – акустические низкочастотные, ультразвуковые волны, а также продувка низким давлением. К сожалению, такие подходы или не обеспечивают высокую скорость / эффективность самоочистки, или неоправданно сложны в техническом исполнении (и используются преимущественно экспериментально).

Рукавный фильтр с импульсной продувкой. Характеристики.

Все пылеулавливатели выгодно отличаются следующим диапазоном технических характеристик:

  • Производительность по среде – до 100 000 м3 / час;
  • Дисперсность / размер улавливаемой пыли > 0.5 мкм;
  • Эффективность обеспыливания – до 99.9% (при соблюдении правил эксплуатации и надлежащей наладке / настройке фильтра);
  • Работа с воздухопотоками любой степени запыленности;
  • Ударный импульсный метод самоочистки рукавов – бесперебойность, высокая скорость и эффективность удаления пыли с картриджей благодаря использованию плоских сопел Вентури специальной конструкции;
  • Фильтрующий материал – нетканое иглопробивное волокно;
  • Возможность обработки потоков с температурой до 200 градусов Цельсия;
  • Автоматизация системы управления аппаратом через электронный контроллер;
  • Опционально – установка контроллер-совместимого дифференциального манометра для управления агрегатом;
  • Опционально – установка вибросистемы на пылесборный бункер – для исключения налипания на стенки высокоадгезионной пыли. Возможно оборудование бункера шнеком для непрерывной выгрузки пыли;
  • Надежность, компактность и долговечность;
  • Высокая ценовая доступность оборудования даже для представителей промышленности и бизнесов средней и малой руки.

Широкая комплектация поставки подразумевает быстрый и простой ввод аппарата в эксплуатацию в любых условиях и включает в себя: опоры / несущую раму и пылесборный бункер конусного типа с затвором, корпус, ресиверы для сжатого воздуха, мембранные клапаны для очистки картриджей, комплект фильтровальных рукавов, аварийный индикатор заполнения бункера, щит управления и контроля, напорный вентилятор.

Рукавный фильтр с импульсной продувкой входит в справочник наилучших доступных технологий (НДТ (22 раздел) Очистка вредных выбросов).

ПОДОБРАТЬ РУКАВНЫЙ ФИЛЬТР

whatsapp Очистка воздуха