Исследование фильтрующих материалов для очистки горячих газов

14.02.2017

Предлагаем Вашему вниманию статью о «Исследование фильтрующих материалов для очистки горячих газов» подготовленную совместными усилиями сотрудников ООО «НИИНМ»(Г. К. Мухамеджанов), НИУ МГСУ(О. Г. Мухамеджанова) и опубликованную в журнале «Легкая промышленность. Курьер» Выпуск №2 Февраль 2017

Исследование фильтрующих материалов для очистки горячих газов

Текстильные фильтрующие материалы широко используются в различных отраслях промышленности в качестве рукавных фильтров. Как правило, они изготавливаются тканым и нетканым способами с использованием различных видов волокон (термостойких и нетермостойких) в зависимости от выполняемых функций. В данной статье приведены исследования двух образцов тканей из термостойких волокон, предназначенных для очистки горячих газов.

Текстильные материалы для рукавных фильтров в зависимости от выполняемых функций изготавливаются тканым и нетканым способами с использованием различных видов волокон (термостойких и нетермостойких). Известно, что использование термостойких волокон обеспечивает сохранение свойств текстильных материалов при попадании искр от горячих газов. При этом рабочие/пиковые температуры отличаются в зависимости от вида используемых волокон:

• m-арамид (NO) 200/2200С;
• полиимид (PI) 240/2600С;
• политетрафторэтилен ( PTFE) 250/2800С.

Нами совместно с ООО «Индастриал Восток Инжиниринг» и другими предприятиями проводятся исследования, направленные на использование различных видов термостойких волокон при изготовлении тканей и нетканых полотен при пошиве рукавных фильтров, предназначенных для очистки горячих газов в различных отраслях промышленности.

В частности, исследованы рукавные фильтры, изготовленные из стеклоткани из мембранной пленки политетрафторэтилена (PTFE). Следует отметить, что сами стеклоткань и мембранная пленка из PTFE обладают достаточно высокой термической стойкостью и при попадании искр от горячих газов рабочей температуре порядка 2500С не образуют сквозные отверстия, сохраняя первоначальные свойства. Были подвергнуты исследованию два вида ткани с мембраной с маркировками: «G» (импортный образец), «I» (отечественный). В структуре материала мембрана способствует уменьшению размеров частиц пыли или других загрязнений и оказывает существенное влияние на фильтрующую способность.

Имеет также большое значение, с какой стороны обращен пылевой поток — со стороны стеклоткани или мембраны, т. к. мембрана дублирована со стеклотканью только с одной стороны. Поэтому материал со стороны мембраны имеет гладкую поверхность, а со стороны стеклоткани – рыхлую поверхность с многочисленными порами. Проведено испытание материала, обращенного к потоку пыли, как со стороны рыхлой ткани, так и со стороны мембраны. Следовательно, наружная поверхность рукава – мембранная пленка из PTFE, а внутренняя – стеклоткань, или наоборот. Обычно для облегчения процесса регенерации гладкая сторона обращена к пылевому потоку.

В табл. 1 приведены результаты испытаний стеклоткани с мембраной марки «G» и «I» (наружная поверхность рукава – мембрана, внутренняя – стеклоткань).

Наименование показателей	Фактическое значение показателей полотна по образцам
	Маркировка «G»	Маркировка «I»
Способ производства и структура	Стеклоткань + мембрана PTFE	Стеклоткань + мембрана PTFE
Поверхностная плотность, г/м2	757	769
Воздухопроницаемость при давлении 200 Па, дм3/дм2мин	45	22
Разрывная нагрузка полоски 50х100 мм, кгс
на основе	248	520
по утку	228	313
Относительное удлинение при разрыве, %
на основе	11	10
по утку	6	5
Прочность при продавливании шариком, даН	196	200
Термоусадка при:	без изменений линейных размеров, внешнего вида и структуры	без изменений линейных размеров, внешнего вида и структуры
-2000C
-2500C
Размер частиц, прошедших через испытуемые образцы, мкм:
- среднее	11	8
- максимальное	21	16
Коэффициент пропуска кварцевой пыли, %	0,4	0,1
Удельная пылеемкость, г/м2	620	456
Эффективность очистки, %	99,6	99,9

Из данных таблицы видно, что физико-механические и фильтрующие характеристики отечественного образца марки «I» лучше, чем импортного марки «G». Отечественный образец марки «I» вполне может использоваться при очистке горячих газов от пыли и других твердых загрязнений. При этом наружная мембрана обеспечивает высокую фильтрующую способность и через нее частицы крупного размера (более 16 мкм) не проходят.

В табл. 2 показаны результаты стеклоткани с мембраной «I» и «G» (наружная поверхность рукава – стеклоткань, внутренняя – мембрана, обращенная к потоку пыли)

Наименование показателей	Фактическое значение показателей полотна по образцам
	Маркировка «G»	Маркировка «I»
Способ производства и структура	Стеклоткань + мембрана PTFE	Стеклоткань + мембрана PTFE
Поверхностная плотность, г/м2	762	766
Воздухопроницаемость при давлении 200 Па, дм3/дм2мин	48	21
Разрывная нагрузка полоски 50х100 мм, кгс
на основе	313	367
по утку	313	290
Относительное удлинение при разрыве, %
на основе	8	8
по утку	4	3
Прочность при продавливании шариком, даН	196	200
Термоусадка при:	без изменений линейных размеров, внешнего вида и структуры	без изменений линейных размеров, внешнего вида и структуры
-2000C
-2500C
Размер частиц, прошедших через испытуемые образцы, мкм:
- среднее	11	8
- максимальное	21	16
Коэффициент пропуска кварцевой пыли, %	2,4	2,2
Удельная пылеемкость, г/м2	385	265
Эффективность очистки, %	97,6	97,8

1. На основании сравнительного анализа двух образцов тканей для рукавных фильтров (с маркировкой «G» и «I») по физико-механическим и фильтрующим характеристикам выявлено, что лучшие результаты при очистке газа от пыли в технологическом процессе показал образец ткани для рукавного фильтра с индексом «I» (отечественный образец).
2. Ткани для рукавных фильтров с маркировкой «G» и «I» рекомендуется использовать для очистки горячих газов с максимальной пиковой кратковременной температурой 2500С и рабочей температурой 2000С.
3. Ткани для рукавных фильтров «G» и «I», изготовленные из стеклоткани и мембранной пленки из политетрафторэтилена (PTFE) путем дублирования, при температуре 2500С не изменяют первичные линейные размеры, внешний вид и структуру, и поэтому считаем возможным использовать их для очистки горячих газов при максимальной (пиковой) кратковременной температуре 2500С.
4. Рекомендуется использовать в рукавных фильтрах: наружная поверхность – мембрана, а внутренняя, обращенная к пылевому потоку – стеклоткань.