Автор: А.Ф. Аношин, Н.С. Мельник
Описание: Рассмотрены способы очистки отходящих газов литейного производства. Описаны конструкции применяемых фильтров
Вопросы экологической безопасности в настоящее время выходят на первый план в развитии промышленности и общества. Технологические процессы изготовления отливок характеризуются большим числом операций, при выполнении которых выделяются пыль, аэрозоли и газы. Пыль, основной составляющей которой в литейных цехах является сгоревший кремний, образуется при приготовлении формовочных смесей, плавке литейных сплавов в различных плавильных агрегатах, выпуске жидкого металла из печи, на участке выбивки отливок, в процессе обрубки и очистки литья, при подготовке и транспортировке исходных сыпучих материалов [1].
Источниками загрязнений являются плавильные агрегаты, печи термической обработки, сушила для форм, стержней и ковшей и т.п. Существует ряд средств, которые способствуют очистке и нейтрализации загрязняющих веществ. К таким средствам относят рукавные тканевые фильтры. Применяют всасывающие и нагнетательные рукавные фильтры. В эксплуатации находятся многие конструкции рукавных фильтров, отличающиеся формой корпуса, диаметром и длинной рукавов, видом применяемой фильтрованной ткани, способом регенерации и другими характеристиками [2].
В тканевых фильтрах применяют тканевые или валяные материалы. Они могут выполнять роль подложки для фильтрующей среды или использоваться в качестве основного фильтрующего материала для первичного улавливания пыли. Ткани для фильтров изготовляют из натуральных или синтетических волокон диаметром 10…30 мкм, скручиваемых в нити диаметром около 0,5 мм. Размеры пор между нитями обычно составляют 100…200 мкм [3].
Эффективность очистки воздуха в рукавных пылеуловителях в основном зависит от свойств фильтровальной ткани, из которой изготовлены рукава аппарата, а также от того, в какой мере эти свойства соответствуют свойствам очищаемой среды и взвешенных в ней частиц.
Фильтровальные ткани должны обладать рядом положительных свойств: обеспечивать эффективную очистку, допускать достаточную воздушную нагрузку, обладать необходимой пылеёмкостью, способностью к регенерации, высокой долговечностью, стойкостью к истиранию и другим механическим воздействиям, низкой гигроскопичностью, невысокой стоимостью. К ткани могут быть предъявлены дополнительные требования, обусловленные свойствами очищаемой среды: стойкость к определенным химическим веществам и высокой температуре.
Согласно [3], в фильтровальных тканях применяются естественные волокна животного и растительного происхождения (шерстяные, льняные, хлопчатобумажые, шелковые); искусственные органические (лавсан, нитрон, капрон, хлорин и др.); естественные минеральные (асбест); искусственные неорганические (стеклоткань, металлоткань).
Наибольшее распространение получили фильтры с гибкими фильтрующими перегородками. В основе выбора материала фильтрующей перегородки лежат следующие показатели: термостойкость, химическая стойкость, воздухопроницаемость, разрывная нагрузка, изгибоустойчивость, а также возможная степень очистки.
Срок службы фильтровальных тканей в зависимости от условий эксплуатации (вид пыли, ее концентрация, температура, уровень эксплуатации и др.) может составлять от нескольких месяцев до нескольких лет. По мере запыления сопротивление ткани начинает расти. Если не принимать никаких мер, оно может увеличиваться до величины напора, развиваемого вентилятором. Дальнейшее накопление пыли приведет к уменьшению подачи вентилятора. Часть пыли при повышенных перепадах давления может проникнуть в поры между нитями и «забить» ткань, сделав ее непригодной для фильтрования. Во избежание этого явления фильтры через определенное время эксплуатации подвергают регенерации.
Согласно [3], наиболее распространенной конструкцией фильтров для литейных производств являются фильтры типа ФРКИ – аппараты общепромышленного назначения. Они предназначены для улавливания пылей средним диаметром частиц 2 кмк и более, не являющихся токсичными, пожаро- или взрывоопасными.
В фильтре запыленный газ проходит через ткань открытых снизу рукавов в направлении изнутри наружу; чистый газ выходит между рукавов и удаляется из аппарата. Каждый рукав в фильтре натянут на жесткий каркас и закреплен на верхней решетке.
Регенерация фильтровальной ткани рукавов производится путем механического встряхивания или аэродинамического воздействия на фильтровальную ткань с целью разрушения и удаления слоя осевшей пыли. При выборе способа регенерации имеют значение вид ткани, конструкция аппарата, характеристики пыли и технологического процесса, и другие факторы.
В ряде рукавных фильтров регенерация фильтровой ткани осуществляется путем обратной струйной и импульсной продувки рукавов. Обратной продувкой регенерируют ткани при улавливании легкосбрасываемых пылей. Для этого изменяют направление дутья, подавая на регенерацию свежий или очищенный воздух.
Импульсная регенерация используется в рукавных фильтрах при схеме подачи загрязненного воздуха снаружи внутрь рукава и отложениях пыли на его внешней поверхности. При импульсной продувке струя сжатого воздуха, исходящая из сопла распределительной трубы, подсасывает очищенный газ (воздух) и поступает в рукав. Под воздействием избыточного давления рукав раздувается, происходит разрушение слоя осевшей пыли и выпадение ее в бункер.
В настоящее время выпускается и эксплуатируется множество разнообразных конструкций тканевых фильтров. По форме фильтровальных элементов и тканей они могут быть рукавные и плоские, по виду опорных устройств – каркасные, рамные, по наличию корпуса и его форме – цилиндрические, прямоугольные, открытые (бескамерные), по числу секций – одно- и многосекционные. Фильтры могут также различаться по способу регенерации и ряду других признаков. Рекомендуется по возможности использовать фильтры, разработанные для соответствующих отраслей промышленности.
Литература:
1. Ладыжский Б.Н., Орешкин В.Д., Сухарчук Ю.С. Литейное производство –М.: Машиностроение, 1993.
2. Литейное производство: Учебник для ВУЗов. Под редакцией Михайлова А.М. –М.: Машиностроение, 1997.
3. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты окружающей среды: Учеб. пособие для вузов / А.Г. Ветошкин. –М.: Высш. шк., 2008.