Файл: Пирумов, А. И. Обеспыливание воздуха.pdf

что очень важно для фильтров III класса. С учетом этих сообра­ жений для указанной задачи очистки может оказаться целесооб­ разным применение фильтрующих слоев, характеризующихся большими значениями постоянной фильтрации.

В целом создание установок, способных очищать воздух с по­ вышенным начальным содержанием пыли, в частности рецирку­ ляционный воздух, воздух в местностях с частыми пылевыми бурями и т. д., является сложной и пока не вполне решенной' задачей. Наиболее соответствуют таким условиям фильтры,, очищаемые в процессе работы, например рулонные фильтры типа ФПР и ФРП. Усовершенствованное шламоудаление в са­ моочищающихся фильтрах типа ФШ также позволяет пользо­ ваться ими при повышенной запыленности.

Предварительная очистка воздуха в районах пыльных буры

В 1959 г., по предложению автора, в воздухозаборе газовых тур­ бин ГРЭС в Небит-Даге применена воздухоочистная установка,, показанная на рис. IV. 1.

Воздух забирается через плоские шахты 1, приподнятые, на­ сколько это возможно по местным условиям, над поверхность!» земли за пределы зоны наибольших концентраций пыли. Ско-

Рис. IV. 1. Установка для очистки воздуха в районах пыльных бурь

166

рость воздуха в шахте поддерживается на уровне 20—25 м/с. С этой скоростью воздух поступает на плоскую решетку 2 жалю­ зийного инерционного пылеотделителя типа ПИ. Наиболее круп­ ные частицы, ударяясь о пластинки решетки, отскакивают от них, подхватываются потоком и сносятся вниз. Воздух, освобожден­ ный таким образом от частиц пыли, проходит между пластинка­ ми решетки, а затем через фильтр 3, после чего засасывается компрессором в отверстие 4.

Пылевой концентрат отсасывается через узкую щель 5 с по­ мощью вентиляторов 6 и выбрасывается в атмосферу, что в ус­ ловиях пыльных бурь не может существенно увеличить пылесодержание наружного воздуха. Сопротивление устройств предва­ рительной очистки при расходе воздуха 100 тыс. м3/ч составляет около 40 кгс/м2.

Пластинки жалюзийной решетки пылеотделителя играют од­ новременно роль направляющих лопаток, выравнивающих поток перед фильтром. По имеющимся данным, эффективность пылеот-

.делителя в зависимости от метеорологических .условий доходит до 90%. '

Предварительная очистка воздуха от волокнистой пыли с по­ мощью металлических и капроновых сеток. Имеется опыт очист­ ки сильно запыленного (> 4 мг/м3) рециркуляционного воздуха прядильных и ткацких цехов хлопчатобумажных и камвольных фабрик с помощью металлических и капроновых сеток. В данном случае используется Способность пыли образовывать на поверх­ ности сетки волокнистый слой, являющийся естественным фильт­ ром.

Эффективность сеток зависит как от размера их ячеек, так и от рода пыли. Эффективность одной и той же сетки может быть различной в разных цехах в зависимости от оборудования, качест­ ва пряжи и т. п. и возрастает по мере утолщения слоя осевшей пыли. Например, в ткацком цехе при использовании металличе­ ской сетки с размером ячеек 1600 мкм и диаметром проволоки 500 мкм оказалось, что в начале периода фильтрации или сразу после чистки сетки эффективность ее составляла всего 8%, а в конце периода фильтрации, когда сопротивление достигло пре­ дельной по условиям эксплуатации величины,— 24%. Среднее пылесодержание в цехе по замерам было равно 4,1 мг/м3. В дру­ гом ткацком цехе эффективность металлической сетки с разме­ ром ячеек 400—450 мкм и диаметром проволоки 160 мкм состав­ ляла 26% в начальный момент после чистки сетки и 48% к мо­ менту следующей чистки (через 2 ч). Среднее пылесодержание составляло 6,15 мг/м3. В момент чистки сетки проскок пыли на­ столько велик, что, как показали замеры, запыленность за сеткой в это время превышает более чем в 1,5 раза запыленность возду­ ха перед сеткой.

Металлические сетки быстро корродируют. Коррозия способ­

167

ствует залипанию ячеек сетки волокнистой пылью и затрудняет их чистку.

'В последние годы делались попытки применить в системах вентиляции текстильных предприятий рамные фильтры, снаря­ женные капроновой тканью. Исследования показали, что и наи­ менее плотные капроновые ткани отличаются большим аэроди­ намическим сопротивлением, достигающим 50 кгс/м2 при удель­ ной воздушной нагрузке 8—9 тыс. м3/ч-м2. Эффективность ка­ проновой ткани арт. 1530 при искусственном запылении возду­ ха мелкодисперсной кварцевой пылью с предельной крупностью частиц менее 10 мкм не превышала 34%, причем сопротивление росло очень быстро. Пылеемкость ткани составляла несколько граммов.

Более совершенным средством являются капроновые сетки (ситовые ткани). Их номенклатура включает более 30 артикулов сеток из монокапрона разных номеров с размером ячеек до 1200 мкм. Для фильтрации воздуха могут быть рекомендованы сетки арт. 25, 27, 29, 32, 35 и 43. Капроновые сетки имеют очень малое сопротивление. Так, при нагрузке 10 тыс. м3/ч-м2 сопро­ тивление самой частой сетки не превышает 6 кгс/м2. С точностью, достаточной для практических расчетов, для перечисленных се­ ток можно принимать £=7.

Изменение эксплуатационных .показателей фильтра в виде ка­ проновой сетки при фильтрации через -нее воздуха прядильного цеха при воздушной нагрузке 5 тыс. м3/ч-м2 и среднем пылесодержании 2 мг/м3 приведено в табл. IV.2.

ТА БЛИ Ц А IV.2

Изменение эксплуатационных показателей капроновой сетки по мере ее работы

Капроновые сетки не подвержены коррозии и благодаря гладкой поверхности нитей легко очищаются от пыли. После каждой чистки начальное сопротивление сеток полностью вос­ станавливается. При чистке капроновой сетки должна быть уда­ лена вся пыль, так как в ее нижнем слое скапливается основная масса мелкой минеральной пыли (<20 мкм), которая проходит через верхний более рыхлый слой. При механической чистке по­ верхности сеток, например в фильтрах типа ФПР или ФРП, мож­

168

но, регулируя скорость передвижения отсасывающего патрубка в зависимости от запыленности воздуха, обеспечить постоянную среднюю эффективность улавливания пыли в пределах 70—80%.

Выбор замасливателей для воздушных фильтров. Централизованное маслоснабжение самоочищающихся фильтров и удаление шлама

Толщина пленки замасливателя, образующейся на поверхно­ сти фильтрующих элементов, имеет первостепенное значение для эффективной работы масляных и особенно самоочищающихся фильтров, а также для предотвращения капельного выноса мас­ ла. Она должна учитываться также при выборе структуры филь­ трующего слоя, т. е. при конструировании фильтров.

Толщина пленки на фильтровальных панелях самоочищаю­ щихся фильтров определяется скоростью движения панелей и свойствами замасливателя. Выходящие из ванны панели увлека­ ют за собой масло. Толщина остающейся после стока избытка масла пленки зависит от его вязкости рж, плотности рж и по­ верхностного натяжения о. Согласно теории Б. В. Дерягина [32], толщина б пленки на вертикальной стенке,'например на пластинке заполнения шторок фильтра ФШ, может быть опре­ делена из безразмерного выражения

7.

б0,94

V

Рис. 1V.2. Зависимость от тем­ пературы воздуха толщины плен­ ки

На рис. IV.2 показана зависимость толщины пленки некото­ рых замасливателей от температуры воздуха для скорости дви­ жения панели 12 см/мин. Из графика видно, что в летних ус­ ловиях пленки, образуемые некоторыми маслами, чрезмерно тонки. Толщина пленок таких распространенных замасливателей воздушных фильтров, как висцинового и парфюмерного масла, в зимнее время может доходить до 1—2 мм, что исключает воз­ можность нормальной эксплуатации фильтров. Наилучшими

169

показателями обладают полиметилсилоксановые жидкости, пленка которых сохраняет практически одинаковую толщину при положительных и отрицательных температурах.

Согласно исследованиям, для предотвращения возникновения на фильтрующем слое сплошных пленок замасливателей, способ­ ных разрушаться под давлением воздуха с образованием масля­ ного аэрозоля, размер каналов в этом слое должен составлять

(fa р)*7

а 4 ' (рж ё ) '!:

Вязкость замасливателя является одним из важнейших его. свойств, определяющим возможность его применения в конкрет­ ных температурных условиях эксплуатации. На рис. IV.3, а при­ ведена вязкостно-температурная характеристика масел, получен­ ная с помощью вискозиметра Хепллера ВН2. С учетом опыта эксплуатации фильтров следует считать, что вязкость масел не должна быть меньше 50 сСт. Максимальная их вязкость в само­ очищающихся фильтрах при отрицательных температурах не должна превышать 7000 сСт, а при централизованном маслоснабжении — 4000 сСт. В ячейковых фильтрах может быть допущена вязкость, соответствующая температуре, на 5—7°С, превышаю­ щей температуру застывания замасливателя.

Вязкость полиметилсилоксановых жидкостей (ПМС) в интер­ вале температур от —50 до 50°С изменяется всего только в Ш раз, всегда сохраняя достаточно высокие значения. Несмотря на пока сравнительно высокую стоимость, эти жидкости в течение нескольких лет с успехом эксплуатируются на некоторых ответ­ ственных объектах.

По условиям взрывобезопасности в кислородной промышлен­ ности нефтяные масла заменены водно-глицериновыми раствора­ ми с добавкой ингибиторов. Вязкость раствора с 70%-ным содер­ жанием глицерина достигает 4000 сСт. Раствор с содержанием глицерина 66,7% замерзает при —46,5°С. При содержании глицерина более 70% температура замерзания повышается, а не­ разбавленный глицерин замерзает (кристаллизуется) при 17— 18°С.

Плотность замасливателей определяет также поведение воды, попадающей в ванну фильтров. Для нормальной эксплуатации фильтров необходимо, чтобы вода (а при ее замерзании лед) на­

температур разность плотностей воды и нефтяных масел до­ статочно велика, а воды и жидкости ПМС-70 незначительна. Для обеспечения опускания воды в нижнюю часть ванны плот­ ность замасливателей вплоть до температуры 45°С должна быть не более 0,99 г/см3. Для предупреждения же всплытия льда,

170