Технологии очистки воздуха

Рукавный тканевый фильтр, очистка воздуха от пыли, описание, конструкция и принцип действия.

Рукавный тканевый фильтр

Рукавный тканевый фильтр – эффективный промышленный пылеуловитель

Рукавный тканевый фильтр — устройство для очистки больших объёмов запылённого воздуха. Считается одним из самых эффективных видов очистки.

Используются в промышленности со значительной концентрацией пыли: цементные силосы, асфальтобетонные и бетонные заводы, добыча минералов, лазерная резка, сельское хозяйство, деревообработка, пищевые продукты, фармацевтика, порошковые покрытия, химикаты, литье, металлизация, резина и пластмассы.

Фильтрация воздуха тканью и неткаными материалами

Фильтровальные свойства растительных полотен, получаемых методами примитивного ткачества на первых ручных станках, были обнаружены сразу же после открытия технологий их производства.

Конечно же, древняя хлопковая или льняная материя годилась лишь для грубой очистки воздуха от пылевых включений, чем пользовались – в качестве лицевых платков – жители пустынных регионов Земли, особенно – Азии, Африки и Центральной Америки. Помимо прочего, самодельный текстиль античные жители приспосабливали и для механической фильтрации воды из рек, озер, рукотворных колодцев.

Интересный факт: известные всем войлочные валенки / пимы являют собой наглядный пример изделия из нетканого полотна. Для производства используется техника войлоковаляния – сцепления овечьих шерстинок друг с другом через микроскопические хитиновые кутикулы. Похожая технология применяется при создании ватина.

Время текло, и гардеробы знати полнились вельветом, батистом, бархатом, ситцем, сатином. Богатые и красивые шторы изготавливали из гипюра, вуали, тюля. Во дворцах и резиденциях красовались гобелены и панно из жаккарда и других крупноузорчатых тканей.

рабочий в респираторе

Промышленная революция 18-19 веков драматически подстегнула прогресс в теоретической и практической химии и физике, что дало рождение новым соединениям и веществам с необычными свойствами – были разработаны первые полимеры и синтетики; их появление ознаменовало эру нетканых волокон и – вместе с ними – и революционных подходов к промышленной фильтрации и обеспыливанию воздуха.

Типы материалов, использующихся в рукавных фильтрах

На сегодняшний день в качестве главного функтора фильтровальных рукавов используется широкий спектр текстилей / геотканей, предназначенных для различных индустриальных обстоятельств (высокая температура потока, кислотность, основные свойства, токсичность, электростатика, пожароопасность).

Название «иглопробивной геотекстиль» берет свое происхождение от изначального назначения / применения таких полотен – из них изготавливаются геосетки для грунта, земли (греч. γε – земля).

фильтровальный рукав

Современный нетканый фильтрмешок из иглопробивного материала

Следует учитывать, что когда говорят об обеспыливании, может иметься в виду твердо-воздушная суспензия, обладающая выраженным смещением водородного показателя pH в сторону красного (кислая среда) или синего / фиолетового цвета (щелочная среда) на диаграмме спектров. Помимо этого, твердые механические частицы могут присутствовать в составе химически активного (например, кислого) газа, который также проходит через фильтр.

синтетическая ткань под микроскопом

Нетканое полотно под микроскопом (слева – меньшее увеличение, справа – большее)

Таблица: типы синтетических тканей для фильтрорукавов, их термостойкость и щелочнокислотоупорность.

Общепринятая маркировка и название Стойкость к температуре (°C), кислотам и щелочам
PP, полипропилен до 95 °C, высокая
PAN, полиакрил до 140 °C, хорошая
PES, полиэстер до 160 °C, средняя
PPS, полифенил сульфид до 200 °C, высокая
NOMEX ©, арамид до 220 °C, средняя
PTFE, тефлон до 300 °C, высокая
FG, стекловолокно до 300 °C, высокая, (чуть ниже к щелочам)

Поскольку рукавный тканевый фильтр может быть использован для улавливания пожаро-, взрывоопасных и легковоспламеняющихся пылей, в состав текстиля может быть включена антистатическая нить, снимающая излишние заряды, образующиеся в результате агрессивного трения микрочастиц друг об друга (т.н. наведенный электростатический потенциал). Полотно также может быть усилено пропитками для отталкивания влаги, масел, и других сопутствующих поллютантов.

Рукавный тканевый фильтр

Горизонтальное конструктивное исполнение агрегата (рабочий блок с плоскими каркасами)

Необходимым в рамках освещения данной темы будет упомянуть и о медианных размерах пор фильтрующих материалов для рукавов или мембран, которые, в зависимости от частиц захватываемой пыли, могут составлять от 0.1 мкм. (тонкая лабораторная / медицинская очистка воздуха) до ≈ 50 микрометров (промышленные применения).

Рукавный тканевый фильтр. Конструкция.

Конструкционно рукавный тканевый пылеуловитель состоит из нижеследующих узлов, (некоторые из которых опциональны):

  • Несущая опора (ее также иногда называют рамой или эстакадой);
  • Непосредственно корпус, который обычно представляет собой металлический или – реже и в небольших моделях – пластиковый кожух. В некоторых моделях внутри корпуса также устанавливается т.н. дефлектор или отбойная пластина, которая позволяет отсекать наиболее грубую пыль перед ее попаданием в рукавный блок;
  • Входной и выходной патрубки для подачи запыленной и отвода чистой среды (в версиях аппаратов, использующих продувочную методику самоочистки, корпус оснащен дополнительными входами для подачи воздуха высокого давления от компрессора или промышленной магистрали);
  • Рукавный блок – сердце пылеулавливателя (РБ состоит из плиты, в которой закреплены каркасы / клетки (англ. cages) плоского, круглого или овального сечения. Ткань или – чаще – нетканый материал закрепляется с той стороны каркаса, которая контактирует с загрязненным воздухом.
  • Система регенерации (в подавляющем большинстве фильтров регенерация проводится либо встряхиванием рукавов, либо их продувкой (через блок сопел) в направлении, обратном подаче запыленного воздуха);
  • Бункер для пыли – здесь собирается механический осадок, образующийся в результате работы / регенерации фильтра. Бункеры, как правило, имеют форму перевернутого конуса или пирамиды. Последние могут быть опционально оснащены червячным приводом для автоматической выгрузки осадка.
  • Сопутствующее оборудование – обслуживающие лестницы, площадки и иные конструкции, воздуховоды, заборные зонты / короба, системы контроля, мониторинга и автоматизации, электрокабели и др.
рукавный тканевый фильтр

Одно из конструктивных исполнений аппарата

Принцип действия тканевого пылеуловителя рукавного типа

https://www.youtube.com/embed/vwEzoxGDIUQ

Принцип работы тканерукавного пылеулавливателя с аэродинамической самоочисткой – трехмерная анимация

Принцип действия агрегата прямо вытекает из конструктивных особенностей. По пунктам работу пылеуловителя можно описать следующей последовательностью:

  1. Загрязненная среда забирается / аспирируется с одного или нескольких источников (рабочих мест, станков, боксов) и через напорный вентилятор, по воздуховоду, подается во входной патрубок установки;
  2. Поток попадает в т.н. грязную камеру, где происходит контакт – оседание пылевых частиц на внешней поверхности ткани / текстиля, натянутого на каркасы (в зависимости от габаритов, количество рукавов может варьировать от нескольких штук до нескольких сотен единиц);
  3. Повышенное давление в рабочей зоне пылеуловителя заставляет воздух покинуть фильтр (по уравнению Менделеева-Клапейрона), и единственным выходом для потока являются тканевые рукава, проходя через микропоры которых, газы покидают полость аппарата, оставляя на внешней поверхности мешков все механические примеси;
  4. Далее, уже очищенный воздух попадает в т.н. чистую камеру, откуда выбрасывается либо в атмосферу, либо в промышленную атмосферу (например, обратно в цех). В чистой камере также обычно находятся – полностью или частично – механизмы регенерации фильтра (или их детали);
  5. По мере «забивания» микропор фильтрующего текстиля, (которое может определяться по таймеру или манометру), проводится периодическая процедура самоочистки, т.н. регенерации, которая заключается в механическом воздействии (воздушные импульсы, вибрация, акустические волны) на фильтр-элементы;
  6. Пыль, освобожденная с поверхности тканевых мешков, опадает в бункер, откуда выводится вручную (через затвор) или автоматически (посредством вращающегося шнека). Цикл повторяется.

Рукавный тканевый фильтр. Технические характеристики.

Что касается характеристик, то мы предлагаем к реализации машины со следующими диапазонами рабочих параметров:

  • Объемы обеспыливания среды – до 100 000 метров кубических в час (широкий габаритный диапазон моделей для различных отраслей промышленности);
  • Эффективность и степень очистки воздуха от пыли (при соблюдении правил монтажа, настройки и условий эксплуатации) ≈ 99.9% (для пылевых частиц с размерами от 0.5 мкм);
  • Возможность обработки механически (абразивы), химически и термически агрессивных сред (до + 200 градусов Цельсия);
  • Современные синтетические ткани (текстильные мешки из иглопробивного материала входят в комплект поставки аппарата);
  • Полная автоматизация пылеочистки через использование точных и современных микроконтроллеров;
  • Имплементирована надежная и исключительно результативная система регенерации мешков через импульсную продувку сжатым воздухом (≈ 7 бар, периодичность импульсов ≈ 0.1 сек);
  • Возможность оснащения бункера шнеком и системой вибровстряхивания;
  • Широкий перечень вспомогательного оборудования для быстрого ввода машины в технологический цикл;
  • Экономическая рациональность, быстрая окупаемость и доступность приобретения даже для предприятий среднего и малого поля деятельности.

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

ПОДОБРАТЬ РУКАВНЫЙ ФИЛЬТР

whatsapp Очистка воздуха