Зернистые насыпные фильтры

В качестве насадки в насыпных фильтрах используются: песок, галька, шлак, дробленые горные породы, древесные опилки, кокс, крошка резины, пластмассы, графита и другие материалы, а также стандартные виды насадок — кольца Рашига, седла Берля, сферы и др. Часто используются природные материалы, встречающиеся в готовом виде, и различные отходы производства. Но чаще насадки готовят специально путем дробления и просеивания для получения требуемых фракций.

Основным недостатком насыпных фильтров является их забивание вследствие накопления пыли или образования несмываемых отложений и сложность их регенерации. После забивания фильтра шихта обычно удаляется, если промывкой не удается снизить сопротивление фильтра. Для увеличения срока службы и обеспечения высокой эффективности осаждения субмикронных частиц фильтрация проводится при низкой скорости.

Зернистые песчаные насыпные фильтры с песком крупностью 0,3—3 мм имеют глубину слоев 1,7 м. Обычно фильтр состоит из отдельных слоев отсортированного песка с более грубыми фракциями, расположенных по ходу газов. Газы с частицами размером 0,8 мкм очищаются с эффективностью 99,7% при очень низкой скорости фильтрации = 10_3 м/с).

Глубокие зернистые фильтры в настоящее время используются для стерилизации воздуха при аэробной ферментации в производстве пенициллина. Считают, что для фильтра, состоящего из слоя гранул активированного угля с размерами зерен 1,2— 2,0 мм, высотой 1,5 м при скорости фильтрации 0,3 м/с типичным является проскок одной бактерии (с 2г = 1—2 мкм) на 100 000; Ар слоя при этом составляет 15—20 кПа (1500—2000 мм вод. ст.). В двухступенчатых системах высокоэффективной очистки воздуха от токсичных и радиоактивных пылей можно использовать [76, 82, 83] в качестве предфильтров зернистые слои, а в качестве замыкающих — фильтры с материалом ФПП (фильтр Петрянова из перхлорвинила). Зернистые фильтры снаряжаются крошкой из резины, винипласта, графита или древесными опилками. При накоплении в порах насадки пыли эффективность очистки повышается. В период образования такого эффективно фильтрующего лобового слоя фильтры второй ступени работают при повышенной концентрации пыли. При возрастании сопротивления до предела, допускаемого для вентилятора, производят рыхление слоя гребковым механизмом.

На рис. 11.32 показан зернистый фильтр полочного типа, а на рис. 11.33 — изменение сопротивления фильтра во времени.

После ряда циклов рыхления наступает момент, когда этот процесс уже не дает заметного снижения Ар. Тогда насадку меняют или (при улавливании растворимых аэрозолей) промывают водой непосредственно в аппарате. В зависимости от габаритов фильтра рыхление проводят вручную или механически с приводом от электродвигателя.

Зернистый фильтр полочного типа

Рис. 11.32. Зернистый фильтр полочного типа:

  • 7 — гребковое устройство; 2 — штуцер для подвода воды; 3 — входной патрубок; 4— зернистый слой; 5 — сетчатое дно полки; 6 — штуцер для шлама;
  • 7 — выходной патрубок
Изменение сопротивления зернистого фильтра при регенерации во времени

Рис. 11.33. Изменение сопротивления зернистого фильтра при регенерации во времени:

т' — цикл фильтрации; Дрн — начальное сопротивление; Дрк — конечное сопротивление

Размер зерен в фильтрах составляет 0,5—2 мм; воздух направляется сверху вниз. Нагрузку по воздуху в зависимости от исходной концентрации (z = 1—20 мг/м3) принимают от 2,5 до 17,0 ш3/(м2 • мин); начальное сопротивление при этом составляет 50—200 Па (5—20 мм вод. ст.). Высота слоя на сетках — 10—15 см.

Недостатками такого фильтра, как указывалось, являются: громоздкость установки, сравнительно низкая эффективность и ее резкое изменение во времени.

 
Посмотреть оригинал