Классификация фильтров

Классификация фильтров

Классификафия фильтров через пористые перегородки рассматривается как сочетание механизмов инерционного столкновения, перехвата и диффузии. На эффективность процесса фильтрации оказывают влияние гравитационные, тепловые и электрические силы. Мелкие волокна по сравнению с крупными обеспечивают более высокую эффективность процесса, так как они характеризуются более высокими параметрами инерционного столкновения и перехвата, а также большей общей площадью поверхности на единицу объема, что создает благоприятные условия для диффузии. При плотной набивке волокон эффективность улавливания повышается за счет благоприятных интерференционных воздействий волокон. Однако очень плотная набивка приводит к резкому повышению газодинамического сопротивления.

Классификация фильтров, особенно для частиц пыли размером до 1 мкм, в значительной степени зависит от их электрической заряжеиности: наличие разноименных зарядов на частицах или волокнах повышает эффективность фильтрации. И, наоборот, если заряды частиц пыли и волокон однозначны и сила, возникающая в результате отталкивания, превышает поляризационные силы притяжения, эффективность процесса фильтрации снижается.

Предварительная зарядка частиц и наложение электрического поля изменяют структуру формирующегося на ткани пылевого слоя, который имеет шероховатую поверхность, становится более рыхлым, частицы образуют разветвленные цепи, так называемые дендриты. Такой слой оказывает меньшее сопротивление проходящему газопылевому потоку и в большинстве случаев повышает степень очистки.

Однако при повышенном влагосодержании (до 70 %) и высоких скоростях газопылерого потока (до 6 м/мин) этот эффект проявляется слабее. Осажденные в объеме фильтрующего материала или накопленные на его поверхности частицы служат для вновь поступающих частиц составным элементом фильтрующей среды, повышающим степень очистки.

Однако по мере накопления частиц газопроницаемость фильтрующего материала уменьшается, поэтому периодически требуется регенерация материала или его замена. При улавливании жидких частиц накапливающаяся жидкость удаляется из пористой перегородки самопроизвольно.

Применяемые в современных аппаратах фильтрующие пористые перегородки по своей структуре весьма разнообразны, но в большинстве своем они состоят из волокнистых или зернистых элементов, которые условно могут составить следующая современная классификация фильтров.

Гибкие пористые перегородки, тканевые материалы из природных, синтетических и минералпных волокон; нетканые волокнистые материалы (войлоки, клееные и иглопробивные материалы, бумага, картон, волокнистые маты); ячеистые листы (губчатая резина, пенополиуретан, мембранные фильтры).

Полужесткие пористые перегородки: слои волокон, стружка, вязаные сетки, расположенные на опорных устройствах или зажатые между ними.

Жесткие пористые перегородки: зернистые материалы - пористая керамика и пластмасса, спеченные или спрессованные порошки металлов (металлокерамика), пористые стекла, углеграфитовые материалы и др.: волокнистые материалы сформированные слои из стеклянных и металлических волокон; металлические сетки и перфорированные листы.

Зернистые слои: неподвижные, свободно насыпанные материалы периодически или непрерывно перемещающиеся материалы.

В зависимости от назначения и допустимой пылевой нагрузки современная классификация фильтров условно разделяется на воздушные, промышленные фильтры.

Воздушные фильтры предназначены для обеспыливания атмосферного воздуха в системах приточной вентиляции; кондиционирования воздушного отопления производственных, служебных и общественных зданий; подачи воздуха на технологические нужды; воздушного охлаждения газотурбинных установок, подстанций агрегатов питания электрофильтров. По эффективности воздушные фильтры делятся на три класса (табл. 3.1).

Таблица 3.1. Современная классификация фильтров.

Промышленчые (тканевые, зернистые, грубоволокнистые) фильтры применяются для очистки промышленных газов в основном с высокой концентрацией дисперсной фазы (до 60 г/мэ). Для периодического ила непрерывного удаления накапливающейся в фильтрующей перегородке  пыли фильтры этого класса имеют устройства для регенерации, позволяющие поддерживать производительность на заданном уровне и возвращать ценные продукты в производство фильтры этого класса нередко являются составной частью технологического оборудования.