Классификация и важнейшие показатели воздушных фильтров

Фильтры для очистки воздуха и газов от механических примесей и пыли устанавливают на всасывающих трубопроводах компрессоров. Выбор типа воздушного фильтра и его устройство зависят от количества перерабатываемого воздуха, загрязненности воздуха.

Фильтры подразделяются на смоченные пористые, сухие пористые и электрические.

Смачивание фильтрующего материала производится для интенсификации процесса улавливания пыли.

По типу материала, используемому в качестве фильтрующего элемента, фильтры разделяются на волокнистые, сетчатые, металлические, губчатые.

По исполнению фильтры разделяются на рулонные, ячейковые, самоочищающиеся.

Основные технические характеристики применяемых в настоящее время фильтров представлены в табл.5.2.

Важнейшими показателями воздушных фильтров является их эффективность, пылеемкость и сопротивление. Гидравлическое сопротивление фильтра оказывает большое влияние на экономичность работы компрессора. Дополнительное сопротивление фильтра в 10 мм вод. ст. (100 н/м²) уменьшает производительность компрессора на 0,1%.

Сопротивление фильтра растет в течение всего времени фильтрации по мере накопления в фильтрующем слое осевших частиц. Рост сопротивления по мере запыления фильтра определяет его пылеаккумулирующую способность или пылеемкость.

Пылеемкость - количество пыли, которое фильтр в состоянии поглотить в течение непрерывной работы, при увеличении его сопротивления на заданную величину. Обычно пылеемкость воздушных фильтров указывается при увеличении сопротивления против начального приблизительно в три раза.

Пылеемкость фильтра может быть охарактеризована величиной удельного роста сопротивления:

, (5.1)

где: h₁ и h₂ -начальное и конечное сопротивление фильтра, н/м²;

- запыленность фильтра, кг/м2;

m - пылеемкость фильтра, кг;

F - площадь рабочей поверхности фильтра, м².

Сопротивление фильтра определяет его аэродинамическую характеристику. В качестве аэродинамической характеристики используется зависимость сопротивления чистого фильтра от воздушной нагрузки. Эта зависимость оценивается коэффициентом сопротивления, представляющим собой отношение сопротивления фильтра h, Н/м², к удельной нагрузке q, м³/м²с.

(5.2)

Удельная нагрузка представляется отношением объемного расхода через фильтр к площади F:

. (5.3)

Под эффективностью фильтра подразумевается способность фильтра удерживать частицы механических загрязнений. Эффективность оценивается коэффициентом очистки или КПД фильтра, который представляет собой отношение разности количества пыли в воздухе до фильтра и после фильтра к начальному количеству пыли:

. (5.4)

Эффективность фильтров зависит от конструкции и от условий, в которых они эксплуатируются. Большое влияние оказывает на эффективность фильтра дисперсность улавливаемой пыли.

По величине эффективности фильтры подразделяют на три класса (табл. 5.3).

Показатели эффективности, приведенные в табл. 5.3, могут быть использованы для оценки нижних пределов эффективности при очистке атмосферы воздуха.

В волокнистых фильтрах II класса с более толстыми волокнами, расположенными в слое не так часто, механизм диффузии менее действенен. В таких фильтрах задерживаются не все частицы мельче 1 мкм.

Таблица 5.2

Технические характеристики воздушных фильтров по данным [16]

Фильтры

Тип

Нименование

Класс

Воздушная нагрузка, м/ч

Начальное сопротивление, кг/м

Пылеемкость входного сечения, г/м²

Средняя начальная запыленность очищаемого воздуха, мг/м³

Способ регенерации

рекомендуемая

допустимая

Допустимая

предельная

По каталогам заводов-изготовителей

Смоченные пористые

Сухие

пористые

Электрические

Волокнистые То же Масляные То же То же Волокнистые То же То же Сетчатые Губчатые Двухзональные промывные То же

Рулонные ФРУ Ячейковые ФяУ Самоочищающиеся Самоочищающиеся ФШ Ячейковые ФяУ Ячейковые «ЛАИК» Ячейковые ФяЛ Рулонные ФРП Ячейковые ФяВ Ячейковые ФяП Агрегатные ЭФ Тумбочные ЭФ-2

III III III III III I I III III III II II

1(6)² 1(6)²

7/15% веса масла То же

0,5 0,3 0,5 0,5 0,05

0,5 0,15

Смена фильтрующего материала То же Непрерывная промывка в масле с периодической заменой масла То же Промывка в содовом растворе с последующим замасливанием Смена фильтра Смена фильтрующего материала Пневматическая очистка запыленного материала Очистка фильтрующего материала промывкой в воде или пневматически Промывка в воде, смена фильтра Промывка водой То же

Примечания:

1. Фильтры «ЛАИК» разработаны ФХИ им. Л.Я.Карпова. Технические показатели и описание других фильтров даются по данным ЦНИИпромзданий Госстроя СССР

2. При установке противоуносных волокнистых фильтров.

3. Пылеемкость фильтров указана при увеличении начального сопротивления примерно в 3 раза (кроме самоочищающих фильтров, у которых сопротивление практически постоянно

Таблица 5.3

Классификация фильтров по эффективности по данным [16]

Класс фильтра	Размеры эффективно улавливаемых пылевых частиц	Нижние пределы эффективности при очистке атмосферного воздуха
I II III	Любые 1 мкм 10-50 мкм

Более крупные частицы задерживаются достаточно эффективно в результате механического зацепления и инерции. К II классу относятся электрические фильтры.

Фильтры III класса представлены в основном пористыми фильтрами, заполняемыми относительно толстыми волокнами, проволокой, перфорированными и зигзагообразными листами. В таких фильтрах при удержании частиц пыли основным действующим фактором является инерция. Из-за большого размера пор и каналов фильтрующего материала таких фильтров условия удержания крупных частиц после их удара о поверхность и отскока особенно неблагоприятны, в связи с чем фильтры этого класса, как правило смачивают.

К III классу относятся также некоторые сухие фильтры. Надежность этих фильтров значительно меньше, особенно при возможности толчков и при содержании в воздухе крупных частиц, что способствует срыву осевших мелких частиц.

Нижний предел размеров эффективно улавливаемых частиц фильтрами III класса по данным [16] приблизительно равен 10 мкм, а верхний - 50 мкм.

Фильтры II и III классов предназначены для удаления из воздуха частиц определенной крупности.