Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Принцип работы рукавного фильтра

Система регенерации

Регенерация рукавных фильтров обеспечивает их функционирование и автономный режим работы. Используется несколько систем регенерации, импульсная разновидность считается самой результативной и надежной. Она осуществляется при помощи сжатого воздуха, который предварительно очищается от пылевых и масляных загрязнений, с давлением не более 0,6 МПа. Данный процесс не требует остановки рабочего цикла и производится в автоматическом режиме. Используются два основных режима регенерации для производства фильтров, каждый из которых подбирается в зависимости от условий эксплуатации:

  • Стандартный, при котором регенерация и очистка газа происходят одновременно.
  • Режим для сложных условий применения. Он осуществляется после отключения одной из секций функционирующего устройства. Фильтр рукавный ФР в таком варианте исполнения может иметь возможность полного отключения каждой из секций с любой стороны, что упрощает замену фильтрующих элементов и проведение профилактических работ на функционирующем оборудовании.

Включение импульсной регенерации возможно по таймеру и диафанометру. Устройства с данным режимом составляют большую часть рынка. Также существует возможность изготовления оборудования в соответствии с особенностями производства, к примеру, изделий с механическим встряхиванием и обратным продувом.

Сфера применения

Благодаря простоте исполнения и возможности применения разнообразного сопутствующего оборудования, рукавные фильтры нашли широкое применение в различных отраслях промышленности.

Фильтрующие установки могут использоваться как локально, так и интегрироваться в комплексы производственного оборудования, обеспечивая фильтрацию и возврат очищенных газов и мелкофракционного материала, для дальнейшего использования в технологических процессах.

Применение рукавных фильтров, предусматривает сухую фильтрацию в процессах:

  • металлургии;

  • производства сухих строительных материалов;

  • производства порошковых полимеров;

  • фармацевтической промышленности;

  • очистки газов после сварочных работ;

  • порошковой окраски;

  • деревообработки;

  • мебельного производства;

  • производства муки;

  • переработки зерновых культур;

  • в пищевой промышленности.

А также многих других технологических процессах.

Конструкция и устройство

Конструкция рукавного фильтра рассчитана на пропуск через него большого количества воздуха или газа, который направляется на батареи тканевых рукавов, задерживающих частицы загрязнений. В зависимости от типа установки рукава могут размещаться и горизонтально, чтобы через них проходило максимальное количество воздуха. Пылевые, сажевые и другие частицы забиваются в поры ткани и не проходят дальше, в направлении выходного отверстия для чистого воздуха.

  Подавляющее большинство фильтров рукавного типа состоит нескольких блоков:

  • корпус с фильтрующими элементами;
  • входной (впускной) клапан для газовоздушной смеси;
  • батареи рукавов или отдельные рукава на пути потока воздуха;
  • выходной клапан с автоматикой для отслеживания давления;
  • система регенерации — устройства для быстрой очистки рукавов от накопившейся пыли.

Благодаря простоте конструкции и способности эффективно перехватывать пыль, сажу и частично мелкие каплевидные загрязнения, система рукавных фильтров используется на производствах, где технологический процесс связан с постоянной утечкой мелких загрязнений и запылением воздуха.

Эффективность и производительность рукавных фильтров

Общая конструкция и принцип работы рукавной системы очистки воздуха позволяют организовать последовательный процесс. Несколько батарей или рукавов устанавливаются последовательно, перехватывая загрязнения разного типа. Если учесть, что такая система обычно монтируется на этапе механической очистки воздуха, то ее эффективность определяет успешность применения всего комплекса средств очистки воздуха в производственных помещениях.

Рукава для фильтров изготавливаются на специализированных предприятиях и являются унифицированными деталями. Их можно подобрать по пропускной способности, степени очистки, размерам фильтрующих пор и волокон, конструкции элемента крепления.

“>

Рукавные фильтры с импульсной продувкой

Простая конструкция рукавных фильтров и их эффективная работа сделала этот тип фильтрующих механизмов наиболее распространенным в промышленности. Причем подобные фильтры имеют внутреннюю классификацию, характеризующую тип используемого материала и особенности подачи газа.

Конструкция рукавных фильтров такова, что позволяет обеспечивать фильтрацию газа сразу в несколько потоков. Пространство между рукавами обеспечивает свободное раздувание рукавов под действием воздушного потока и легкость их замены или ремонта.

Рукавный фильтр с импульсной продувкой

Конструкция фильтровальных рукавов может быть различной. Обычно они выполняются в виде тканевого (цельносшитого или состоящего из частей) цилиндра с распорными рукавами или без них. Верхний и нижний края рукавов, в тех местах, где происходит крепление хомутом, подворачиваются и подшиваются для придания им большей прочности.

Фильтры, которые используются для очищения газов от пыли, чаще всего выполняются в виде нескольких рукавных фильтров, которые параллельно подсоединены в батареи. При этом фильтрация происходит попеременно в трех блоках, которые расположены друг за другом.

В двух из этих блоков выполняется собственная фильтрация, а в третьем – выгрузка осадка.

Батарея рукавных фильтров

В процессе фильтрации газ, который загрязнен пылью, направляется в рукава фильтра. Частицы пыли из газа остаются на рукаве, образуют осадок.

В том момент, когда осадок достигает максимальной толщины, газ перестает подаваться в аппарат. После этого в рукав фильтра вдувается воздух, в обратном направлении. А благодаря вибрации осадок отпадает от рукава фильтра. Осадок падает вниз и попадает в конус, а из него выгружается в мешки.

Для того чтобы полностью очистить рукава фильтров, его переводят в режим удаления пыли.

Чтобы качественно очистить непрерывный поток газа от частиц пыли , следует использовать батарею из трех рукавов, который работают по очереди. Два из фильтров постоянно работают, а третий является резервным и вытряхивается во время работы первых двух.

Также как и при разделении суспензий, очистка газов от взвешенных частиц методом фильтрования используется в том случае, когда разделение не может производиться методом осаждения в циклонах и отстойных камерах. Принцип работы аппаратов для очищения газов методом фильтрования аналогичен действию аппаратов для разделения суспензий. В таких аппаратах применяются пористые перегородки, пропускающие газ, но задерживающие при этом твердые частицы на своей поверхности.

Рамные фильтр-прессы

Рамные фильтр -прессы на сегодняшний день широко распространённым способом фильтрации соков и шламов. Они напоминают пластинчатые фильтры, но разница в том что рамы более крупные и сумеют поймать гораздо больше шлама,который в них накопится. Рамы всегда оснащены цедильным сукном. Встречаются разные материалы и виды данной ткани. На цедильное сукно намывается кизельгур или перлит, и их посредством осуществляется сама фильтрация. Цедильное сукно работоспособно и самостоятельно, без добавления дополнительного фильтровального средства. Работает на принципе автофильтрации посредством уловленных нечистот. Так как постепенно забивается шламом, повышается эффективность фильтрации. Этот способ применяется прежде всего для фильтрации клеточного шлама и после фильтрации получается жёсткий вид дрожжи.

Принцип работы рукавных фильтров

Принцип работы рукавных фильтров основан на отделении частиц пыли при прохождении потока воздуха через фильтрующий элемент.

На рисунке 1, изображена схема нижней подачи запылённого воздуха, на рисунке 2 – запылённый воздух подаётся в верхнюю часть камеры. Схема подачи воздуха зависит от места фильтрующей установки в комплексе технологического оборудования и наличия дополнительных устройств очистки воздуха, например циклонов.

Не зависимо от схемы подачи запылённого воздуха в рукавный фильтр, принцип работы состоит из двух этапов:

  • очистка воздуха;

  • регенерация рукавного фильтра.

На этапе очистки, вентилятор всасывает воздух, при прохождении его через фильтр, см. рисунок 1 и 2, пыль оседает на внешней стороне рукавного фильтрующего элемента.

В зависимости от производительности установки и вида пыли периодически происходит выброс сжатого воздуха через воздушный клапан внутрь рукава, при этом, воздушный поток большего давления стряхивает пыль с наружной части фильтрующего элемента.

Важно понимать, что в зависимости от конструкции системы импульсной продувки, очистка может выполняться:

  • одновременно всех фильтров;

  • группами фильтров;

  • каждого фильтра

  • единовременным или поочерёдным встряхиванием.

При механическом встряхивании, за счёт периодического резкого встряхивания рамы, на которой закреплены фильтрующие элементы, происходит сброс пыли с наружной части рукава.

Особенностью технологии очистки воздуха при помощи рукавных фильтров, является требование к влажности сжатого воздуха применяемого для импульсного встряхивания. Прежде чем подать воздух на клапан, он должен быть осушен в специальной установке. Точка степень осушки (точка росы), зависит от вида пыли.

При эксплуатации рукавных фильтров в соответствии с требованиями конструкторской документации срок службы фильтрующего элемента составляет около 3-х лет. Можно значительно увеличить срок службы за счёт регулярной периодической очистки фильтра.

Области применения и особенности эксплуатации

Необходимость постоянной очистки воздуха от большого количества мелких частиц материалов и продуктов испытывает большой круг производств. Поэтому системы рукавных фильтров распространены:

  • в химической и пищевой промышленности;
  • на предприятиях горнорудного и обогатительного производства;
  • на литейном производстве, в металлургии, в цехах, где производится доработка чугуна дробометными машинами;
  • на мелькомбинатах, элеваторах и других предприятиях, где переработка и хранение сырья остается источником пыли;
  • на производственных участках и в окрасочных цехах.

В зависимости от требований по чистоте воздуха и особенностей технологических процессов, рукавные фильтры могут оснащаться рукавами из разных материалов — это и натуральные, и синтетические тканые и нетканые полотнища, свернутые в рукава. Эффективность очистки воздуха от определенных типов загрязнений может быть повышена при использовании пористых материалов или тканей с выделяющимися волокнами, байки и ее синтетических аналогов.

Устройство рукава позволяет крепить его разными способами: на кольцо с подворотом ткани, на пружинные элементы, на хомуты. Как правило, срок службы одного рукава исчисляется несколькими годами. При отсутствии в воздухе агрессивных загрязнений, разрушающих структуру ткани, система регенерации вполне справляется со своей задачи и поддерживает пропускную способность рукавов в течение всего цикла эксплуатации.

Какой самый современные тренд грубой фильтрации?

Это развитие грубой фильтрации после отмучивания. Причина однозначна. Отправить для брожения более менее чистый сок. Чистится на столько на сколько винодел захотятт. Но надо понять что нельзя отфильтровать сок до высочайшей чистоты и думать что это будет лучшее вино, но даже не на оборот , оставьте как можно больше нечистот и будет лучшее вино. Правда где-то по середине. Всё завысит от намерении винодела. Он должен знать когда, на чём и как фильтровать. Это сложная тема прежде всего у соков, на передовых винзаводах, которые этим занимаются, что некоторые соки отфильтруют значительно до высочайшей чистоты, некоторые мало,  наоборот  у некоторых даже проводят купаж, в течение которой часть шлама, после продуманного обсуждения  технологом, возвращается в отфильтрованный сок, чтобы достигнуть правильного уровня содержимого шлама для будущего развития вина во время брожения или после его окончания. 

Франтишек Билек

Специалист на фильтрацию и директор компании ООО Bílek Filtry 

Статья была публицированна в журнале“Vinař Sadař“(винодель-садовод).

Эксплуатация в сложных условиях

Рукавный фильтр, характеристики которого подбираются в соответствии с условиями применения, подходит для работ на открытом воздухе и внутри помещений. В первом варианте требуется дополнение в виде следующих составных элементов:

  • теплоизоляция корпусной части, которая имеет особое значение при конденсации паров;
  • подогрев бункеров оборудования и системы регенерации;
  • специальное укрытие, предотвращающее воздействие атмосферных явлений.

Среди основных разновидностей устройств стоит отметить двухрядную конструкцию, в средней части которой размещаются патрубки для входа загрязненного и очищенного газа, а также однорядную, в которой патрубки находятся на боковой части конструкции.

Транспортировка оборудования производится грузовым транспортом. Для упрощения данного процесса рукавный фильтр, чертеж которого представлен выше, реализуется в частично разобранном виде. Узлы изготавливаются в различных вариациях в соответствии с условиями эксплуатации. Для сборки конструкции используется сварной метод и болтовые соединения. Большая часть устройств предназначена для функционирования при избыточном разряжении или давлении.

Очистка рукавного фильтра

В рукавных фильтрах NESTRO применяются различные системы регенерация фильтровальной ткани. Самая простая — встряхивание фильтровальных рукавов с помощью вибромотора, расположенного в чистой зоне над рукавами. В таких фильтрах планка, на которой крепятся фильтровальные рукава закрепляется на виброопорах, что позволяет встряхивать блок вентилятооров отдельно от каркаса фильтра. Некоторые модели фильтров разворачивают поток воздуха в момент тряски. Это позволяет производить очистку выключив только часть фильтра.

Система очистки рукавных фильтров сжатым воздухом (импульсная продувка рукавного фильтра) обладает более высокой эффективностью очистки фильтровальной ткани. Для её работы в чистой зоне фильтра устанавливается ресивер со сжатым воздухом и сестемой форсунок, направленных внутрь фильтровальных рукавов. Прериодически происходит продвука фильтровальных рукавов импульсами сжатого воздуха. Отличительной особенностью таких фильтров является то, что фильтровальные рукава подвешиваются отверстием вверх: фильтрация происходит по внешней стороне рукава.

Эксплуатация рукавного фильтра

Рукавные фильтры NESTRO очень просты в эксплуатации. Автоматическая система управления способна не только включать и выключать систему аспирации, но и плавно регулировать её мощность благодаря частотным регуляторам, автоматическим шиберам и множественным датчикам. Затраты на обслуживание оборудования крайне малы. Срок службы фильтровальной ткани кратно увеличивается благодаря использованию импульсной очистки, даже при наличии пыли склонной к самослипанию. Очистка фильтра также может происходить без участия персонала. Безопасность во время эксплуатации рукавного фильтра достигается благодаря системам искрогашения, пожаротушения, работающим в автоматическом режиме.

Увеличение эффективности

В некоторых случаях отмечается недостаточная эффективность работы, несмотря на соблюдение условий выбора материала и грамотного проведения расчета. Улучшение результата возможно путем интенсификации метода проведения регенерации, но это способствует повышению расходов по причине уменьшения периода эксплуатации материи, на которую приходятся сильные механические нагрузки. Также возможно уменьшение скорости фильтрации и увеличение слоя накапливаемой пыли, в этом случае увеличиваются размеры оборудования. Устройство рукавного фильтра зачастую предполагает наличие дополнительных секций, которые обеспечивают непрерывное функционирование и возможность проведения ремонтных работ без остановки аппарата.

Принцип работы рукавного фильтра

Рукавные фильтры, в отличии от циклонов, имеют принцип работы пылесоса: очистка воздуха происходит с помощью специальной фильтровальной ткани. Эффективность рукавного фильтра крайне высока: воздух очищается на 99.99%. Именно это позволяет возвращать очищенный воздух в цех и экономить на обогреве. Устройство фильтра представляет собой сборный каркас, большая часть которого заполненный подвешенными фильтровальными рукавами (фильтрующий блок), через которые проходит воздух (снизу вверх). Каркас рукавного фильтра является герметичным, что позволяет устанавливать его как внутри здания, так и снаружи. Сначала грязный воздух попадает в сепарационную камеру, где проиходит отделение крупных кусков отходов и распределение потока по всей площади фильтровальных рукавов. Под рукавами (в грязной зоне) накапливается собранная пыль. Она удаляется вручную или автоматически в зависимости от модели рукавного фильтра. Над рукавами (в чистой зоне) располагается: система очистки, система пожаротушения и, как правило, блок вентиляторов. Лучший эффект достигается установкой нескольких вентиляторов в чистой зоне, однако, в некоторых системах аспирации вентилятор устанавливается перед фильтровальной тканью. Использование шумопоглощающих элементов в камере вентиляторов позволяет снизить уровень звукового давления до 64 — 68 Дб. Множество российских предприятий, находящихся близи жилых массивов, уже воспользовалось этим, решив свои проблемы с шумом. Также, все фильтры NESTRO оснащаются наружными лестницами, балконами и ревизионными дверцами для удобства контроля и эксплуатации. Все эти элементы представлены на схеме рукавного фильтра.

Расчет рукавного фильтра

Установка может иметь различную площадь фильтрующего материала, определяющим фактором являются перепады давления, приходящиеся на ткани

Также должны приниматься во внимание и другие основные критерии, к их числу относятся следующие:

  • температура точки росы;
  • уровень влаги;
  • показатели давления и температуры;
  • свойства газов;
  • объем среды, подвергаемой очистке;
  • взрывоопасность газов;
  • выходная концентрация пыли и ее тип;
  • технологические параметры процесса;
  • присутствие токсичных веществ в составе.

Чтобы произвести расчет рукавного фильтра, нужно установить расход продувочного газа и запыленных составов, приходящихся на материал. Также необходимо учитывать скорость фильтрации используемого типа ткани.

Функционал картриджных фильтров

Популярность картриджных фильтров легко объясняется широтой сферы их применения. Последняя обусловлена отличными функциональными показателями, в частности, воздушный фильтр картриджного типа способен очищать воздух от пыли – не слипающейся, сухой, которая возникает при обработке конкретных материалов, механической резки, засыпке пылящих материалов, их транспортировке. Также картриджные фильтры очень эффективно работают с аэрозолями. Эти вещества постоянно сопутствуют таким процедурам, как резка металлов (плазменная, газовая, лазерная).

В зависимости от моделей, картриджные фильтры могут поставлять очищенный воздух в рабочее помещение или выбрасывать его в атмосферу (то есть, за пределы цеха).

Примеры наших рукавных фильтров

Рукавный фильтр для производства очищенной терефталевой кислоты

Рабочие условия

Расчетные данные

Спецификация

Габаритные размеры установки: 2900 (ш) х 2400 (гл) х 8250 (в) мм плюс лестницы и переходы.

Отличительные черты:

  • Клетки из нержавеющей стали
  • Чистая и грязная стороны фильтровальной установки, включая бункер и дверцы доступа, имеют слой изоляции 100 мм с внешним покрытием из алюминиевого листа
  • Высокотемпературные уплотнения из Viton
  • Высокотемпературный силиконовый герметик
  • Система аэрации на основе бункера сверху разгрузочного фланца
  • Дополнительная лестница с поручнями для доступа к главной смотровой дверце в бункере из низкоуглеродистой стали с гальваническим покрытием
  • Дополнительная лестница от верха фильтра до существующего канализационного стояка из низкоуглеродистой стали с гальваническим покрытием
  • Узел фильтрации изготовлен из нержавеющей стали AISI 304L
  • Внутренняя поверхность бункера из нержавеющей стали AISI 304L отполирована до 240 грит
  • Отборы для дифференциального манометра: фланцы тип RF ANSI Class 150#
  • Отвод для местного манометра: фланец тип RF ANSI Class 150#
  • Фильтр-регулятор давления воздуха встроен в резервуар сжатого воздуха

Замечания по использованию в потенциально взрывоопасной атмосфере (ATEX — Directive 94/EC)

Предлагаемая установка в целом не предназначена для применения в атмосфере, которая классифицируется, как потенциально взрывоопасная согласно ATEX — Directive 94/EC. Однако, поскольку потенциально взрывоопасные компоненты атмосферы присутствуют и в грязной и в чистой камере фильтровальной установки, узлы и оборудование, располагающиеся в этих местах сертифицированы для работы в потенциально взрывоопасных зонах:

  • чистая сторона пылесборника: ATEX Zone 22
  • грязная сторона пылесборника: ATEX Zone 20

Выбор компонентов фильтровальной установки основан на следующей информации:

  • токопроводящая пыль: Нет
  • минимальная энергия зажигания менее 1 мДж: Нет
  • температура воспламенения облака выше 187 °С при запыленности: Да
  • температура воспламенения слоя выше 200 °С при запыленности: Да
  • индекс взрывоопасности пыли (Kst):
  • класс взрывоопасности пыли: ST1
  • максимальное давления взрыва облака пыли (Pmax): 8 бар*м/с

Инженеры всегда готовы проконсультировать или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемым рукавным фильтрам.

Центральный сайт компании ENCE GmbH Наша сервисная компания Интех ГмбХ

Установка и замена рукавных фильтров

Все работы по установке фильтровальных установок осуществляются на основании проектных решений, где учитывают все возможные факторы: параметры рабочей среды, производительность фильтра, место монтажа, параметры очистки и др. Установка рукавных фильтров производится на заранее подготовленную основу, где он фиксируется при помощи сварочного или болтового соединения. Современные установки могут полноценно интегрироваться в систему промышленной вентиляции с учетом наличия системы АСУТП предприятия.

Замена рукавного фильтра выполняется после потери им своих эксплуатационных свойств, что в большинстве случаев составляет срок до 3 лет. Но, при работе в слабоагрессивной воздушной среде с низким уровнем загрязнения, срок его эксплуатации может быть увеличен до 6 лет.



Регенерация рукавов фильтра

Очистка рукавного фильтра — регенерация рукавов — может работать с использованием двух принципов воздействия на скопившиеся частицы. В зависимости от того, как поведет себя пыль различного происхождения, возможно ее удаление двумя основными способами:

  • интенсивное встряхивание рукава или батареи, при котором частицы осыпаются вниз и направляются в бункер для удаления;
  • импульсная продувка рукава или батареи обратным током воздуха или газовоздушной смеси, “выбивающим” частицы из пор ткани.

В отдельных системах фильтрации может использоваться комбинированное воздействие, но это не всегда эффективно, выбор решения зависит от особенностей производства и свойств загрязняющих частиц.

Регенерация рукавов фильтра включается автоматически — по мере накопления пыли на поверхности рукава его пропускная способность снижается, давление воздуха на выходе падает, и датчик-система реагирует активацией обратного продува или механизма встряхивания. Наиболее эффективной является батарейная компоновка — в активной зоне фильтра находится три рукава, один из которых регенерируется, а два продолжают работу в режиме очистки.

Общее описание рукавных фильтров

Принцип действия и конструкция

В промышленности широко применяться рукавные фильтры (см. рисунок), которые являются одними из самых эффективных аппаратов качественной очистки газовых промышленных выбросов. Это, прежде всего, связано с повышением требований к охране и защите окружающей среды, а так же с расширением производств, которые выпускают новые фильтровальные материалы из синтетических волокон, работоспособных в самых разных по конструкции фильтрах с всевозможными способами регенерации.

Конструкция рукавных фильтров представлена корпусом, в котором размещены тканевые рукава (мешки). Верхние концы мешков оснащены крышками и подвешены к общей раме. Нижние концы мешков открыты и крепятся на патрубках общей трубной решетки.

Чертеж рукавного фильтра

Слева – процесс очистки газа, справа – обратная продувка рукавов.

Загрязненный газ проходит сквозь ткань рукавов изнутри наружу. Частицы пыли осаждаются в порах ткани, а чистый газ выводится посредством выхлопной трубы. По мере того, как растет слой пыли, возрастает сопротивление ткани. Для профилактики, рукава систематически встряхивают при помощи специального кулачкового механизма. Существуют устройства, которые оснащены системой продува мешков. В таких системах направление воздуха обратно движению очищенного газа. Процесс продувки и встряхивания осуществляется с периодичностью 5-20 минут и продолжается 5-20 секунд. Данные устройства разбиты на несколько секций, которые работают попеременно. Рабочий режим и режим очистки переключаются автоматически.

Эффективность рукавных фильтров, прежде всего, зависит от выбора фильтровального материала.

Современные рукавные фильтры оснащаются мешками из высокопрочных и теплостойких тканей:

  • ткань из волокна орлон;
  • стекловолоконная ткань;
  • байка с добавлением капроновых волокон.

Это интересно: Ручной экструдер для полипропилена — принцип работы

Виды

Существует множество разновидностей фильтров, стоит отметить наиболее распространенные из них:

  • напорные;
  • изделия с горизонтальным размещением рукавов (обслуживание производится с боковой площадки;
  • рукавный фильтр для очистки газов с вертикальным размещением рукава;
  • циклонные устройства оснащаются жалюзийным сепаратором для предварительной очистки и выпускаются в круглом корпусе;
  • точечное оборудование, используемое для аспирации расходных бункеров и конвейеров;
  • взрывобезопасный рукавный фильтр;
  • высокопроизводительные устройства, подходящие для большого объема газа и обеспечивающие низкий уровень остаточной запыленности;
  • компактное оборудование, оснащенное гофрированными рукавами.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации