Фильтрование. Фильтровальные ткани

Информация может быть не достоверна

Фильтрация запылённых промышленных газов и аспирационного воздуха в тканевых фильтрах является современным техническим решением для достижения эффективного пылеулавливания при относительно умеренных капитальных и эксплуатационных затратах. Возросшие требования к степени очистки газов выявили тенденцию к увеличению доли применяемых аппаратов фильтрации по сравнению с аппаратами мокрой очистки газов и электрофильтрами.

Развитие техники фильтрации направлено в основном по двум путям: создание способов регенерации для фильтровальных материалов, позволяющих работать при повышенной скорости с сохранением эффективности пылеулавливания, и разработка новых видов фильтровальных материалов, позволяющих снизить гидравлическое сопротивление, повысить производительность аппаратов по газу и увеличить срок службы фильтровальных элементов.

Аппараты фильтрации становятся неотъемлемой частью технологического оборудования в самых различных отраслях промышленности, для очистки газов печей обжига, различного типа установок сжигания (мусора, шин, шлама), котельных установок в промышленности и в коммунальном хозяйстве, установок получения сажи, установок обжарки кофе.

Большой интерес представляет обеспыливание газов ТЭС, работающих на углях с различным содержанием серы, а также газов АЭС. Опыт подсказывает, что рукавные фильтры выступают серьёзными конкурентами электрофильтров.

Фильтровальная ткань (например артикул 86033 или артикул 86051)  представляет собой материал с определённым видом переплетения нитей (пряжи), скрученных из коротких (штапельных) или непрерывных волокон диаметром от 6 до 20 — 30 мкм. Более толстые (тяжёлые) фильтровальные ткани из естественных или синтетических волокон иногда подвергаются начёсыванию, а шерстяные – валке. В результате на поверхности переплетения образуется ворс или застил из расположенных в различных направлениях отдельных волокон. Более тонкие (лёгкие) фильтровальные ткани из стеклянных и синтетических непрерывных или штапельных волокон ворсованию не подвергаются, но степень закручивания нитей и плотность их расположения значительно выше, чем в тяжёлых фильтровальных тканях. В типичных фильтровальных тканях таких, как артикул 86033 или артикул 86051,   размер сквозных пор между нитями основы и утка диаметром 300 – 700 мкм достигает 100 – 200 мкм. Волокна ворса и нитей частично перекрывают отверстия между нитями.

Осаждение частиц пыли в начальный период работы рукавного фильтра за счёт механизмов касания, инерции, диффузии и электростатического взаимодействия происходит на волокнах, расположенных на поверхности нитей, а также в ворсе. Волокна, находящиеся внутри кручёных нитей, в осаждении частиц практически не участвуют, так как поток газа проходит в основном через отверстия между нитями. В последующем наблюдается процесс соосаждения частиц и формирования «мостов» над порами и в самих порах, в результате чего образуется сплошной слой пыли, который сам становится «вторичной» фильтрующей средой, и эффективность очистки резко возрастает. Осаждение частиц в поверхностном пылевом слое и внутри запылённой фильтровальной ткани основано в значительной степени на ситовом эффекте, так как поры в слое, обтекаемые элементы (осаждённые пылинки) и улавливаемые частицы имеют близкие размеры.

Эффективность очистки лёгкой фильтровальной тканью после регенерации резко уменьшается по сравнению с запылённой, в то время как различие в эффективности очистки при применении более тяжёлых объёмных фильтровальных тканей значительно меньше. Если в периоды между регенерациями на фильтровальной ткани образуется сплошной слой пыли, то можно ожидать весьма высокой степени очистки даже субмикронных частиц.

Таким образом, в тканевых фильтрах такая ткань, как артикул 86033 или артикул 86051 выполняет роль несущей поверхности, т.е. служит основой для формирования и удержания фильтрующего пылевого слоя. Пористость и стабильность пылевых слоёв в зависимости от размеров, формы и других свойств частиц, а также от скорости фильтрации, структуры фильтровальной ткани и способов её регенерации изменяются в широких пределах.

При низких входных концентрациях пыли, процесс образования слоя занимает много времени, поэтому лучшие результаты достигаются при очистке газов с высокой запылённостью. При этом накопленный слой пыли при регенерации не распыляется в газе, а разрушается, образуя крупные агрегаты. В результате уменьшается вероятность повторного осаждения пыли на фильтровальной ткани и облегчается выпадение её в бункер. Способность большинства частиц с размерами менее 5 мкм коагулировать с образованием прочих агрегатов в потоке газа, в объёме фильтровальной ткани и на её поверхности даёт возможность использовать в качестве эффективной фильтрующей среды даже неплотные фильтровальные ткани, особенно при низких скоростях фильтрации. При регенерации часть осадка удаляется, но внутри фильтровальной ткани между нитями и волокнами остаётся значительное количество пыли, сохраняющее высокую эффективность очистки газов.

Одним из основных текстильных показателей, во многом определяющих фильтровальные, регенерационные и прочностные свойства фильтровальных тканей, является переплетение нитей основы и утка. Для фильтровальных тканей обычно применяют три вида переплетения: саржевое (полиэфирная ткань артикул 86033 или артикул 86051, полиэфирная ткань артикул 86030, хлопковая ткань фильтродиагональ артикул 2074), полотняное (бельтинг «БФ-БД» артикул 2030) и сатиновое. Саржевое переплетение характеризуется наличием на поверхности фильтровальной ткани диагональных полос. Нити основы и утка в саржевых тканях перекрываются в соотношении 2х2, 1х3, 3х1 и имеют возможность перемещения относительно друг друга, способствуя этим эффективности регенерации.

Фильтровальные ткани полотняного переплетения более плотные. Нити основы и утка перекрываются в них попеременно. Фильтровальные ткани полотняного переплетения имеют высокую эффективность пылеулавливания, но обладают большим сопротивлением, вследствие плохой регенерируемости.

Сатиновые (атласные) фильтровальные ткани характеризуются гладкой поверхностью. Они более рыхлые по сравнению с тканями полотняного и саржевого плетения, имеют хорошую регенерируемость. Прочностные свойства сатиновых фильтровальных тканей относительно невысоки.

Лит. : Лебедев В.И., Технические ткани, Иваново, 2009; Алиев Г.М.-А., Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов, М., 1986.