Исследование фильтрующих материалов для очистки горячих газов

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 |
- 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).
- 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.
- 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.
- Рекомендуется использовать в рукавных фильтрах: наружная поверхность – мембрана, а внутренняя, обращенная к пылевому потоку – стеклоткань.