2.8. Фильтры

В настоящее время в энергетике получают применение тканевые фильтры, использовавшиеся ранее в других отраслях промышленности для улавливания пыли [12]. Поскольку электрофильтры плохо улавливают частицы менее 10 мкм, это стало причиной, что на новых ТЭС рукавные фильтры устанавливаются в качестве элемента финишной очистки газа следом за электрофильтрами. Фильтрация осуществляется через гибкую ткань, изготовленных из тонких нитей диаметром 100 – 300 мкм. Рукавные фильтры имеют цилиндрическую форму. С их помощью можно достичь высокой степени улавливания пыли до 99,9 %. При этом имеется ряд ограничений для их использования. Скорость газового потока через ткань не должна превышать 0,01 – 0,02 м/с. Гидравлическое сопротивление при этом составит около 0,5 – 1,5 кПа. Для регенерации применяют продувку воздухом либо механическое встряхивание. Для регенерации фильтр выводится из работы. Устройство и принцип действия тканевого рукавного фильтра показаны на рис. 63.

Рис. 63. Устройство и принцип действия тканевого рукавного фильтра с подачей запыленного потока с периферии в рукав: слева – рукав в режиме очистки продувкой воздухом,

справа – рукав в режиме очистки дымовых газов

Тканевые фильтры изготавливаются из материалов, выдерживающих высокую температуру дымовых газов, стойких к влиянию химических соединений и влажности. В качестве материалов применяют шерсть, стекловолокно, оксалин. Последние работают при температуре до 260 °С. Средний срок эксплуатации фильтра составляет 1 – 3 года.

На рис. 64 представлена конструкция многокамерного рукавного фильтра. Число рукавов в одной камере свыше 100 и более. Загрязненные газы подводятся снизу внутрь рукавов, а осаждение частиц осуществляется на внутренней поверхности стенки рукава. Регенерация осуществляется путем вывода из работы одной из камер, с дальнейшим встряхиванием или вибрацией рукавов. Далее пыль направляется в пылесборник для дальнейшей утилизации.

Рис. 64. Многокамерный рукавный фильтр (4 камеры по 8 рукавов) с подачей запыленного потока снизу внутрь рукавов: Р – секция на регенерации с продувкой воздухом под давлением снаружи внутрь рукавов

Фильтры с регенерацией встряхиванием имеют специальные колотушки, расположенные на наклонных рамах, на которых крепятся рукава диаметром 300 мм и длиной до 10 м. К недостаткам этого метода относится быстрый износ ткани рукава. По этой причине, особенно при использовании стеклоткани для регенерации фильтров, используют вибраторы, осуществляющие горизонтальные трясущие либо полоскательные движения рукавов. Такие фильтры конструктивно выполняются многокамерными с подачей дымовых газов внутрь рукавов. Регенерация фильтра осуществляется с помощью сжатого воздуха с избыточным давлением не выше 10⁴ Па.

Широкое распространение получили также рукавные фильтры, в которых регенерация осуществляется воздухом при высоком избыточном давлении (рис. 65).

Рис. 65. Рукавный фильтр и схема его регенерации

Этого удалось достичь благодаря использованию в качестве фильтрующего материала игольчатого войлока, имеющего высокую прочность. В фильтрах этого типа дымовые газы подаются в рукав всегда снаружи (с периферии). Для регенерации фильтров кратковременно сверху вниз в рукав «выстреливают» струю воздуха при высоком давлении со скоростью звука. Происходят встряхивание и деформация рукава, который вздувается, благодаря чему слой пыли стекает вниз и удаляется. Можно регенерировать как отдельные рукава, так и ряды рукавов, отключать подачу дымовых газов в этом случае не обязательно. Процесс регенерации продолжается от 100 до 300 мс. Для таких фильтров нет необходимости иметь многокамерную конструкцию. Давление воздуха в резервуаре для регенерации варьируется от 0,5·10⁵ Па до 7·10⁵ Па.

Эксплуатационные затраты при использовании тканевых фильтров сопоставимы с электрофильтрами. При этом последние более сложны в эксплуатации и требовательны к электрическим свойствам пылей [12].

Кроме рукавных тканевых фильтров находят применение и карманные тканевые фильтры, хотя они и менее распространены. Фильтрующая ткань в них выполняется в форме прямоугольных плоских карманов, закрепленных на специальных рамах. Поток дымовых газов проходит через наружную поверхность ткани внутрь кармана. Таким образом, очистка дымовых газов от золы происходит на наружной стороне ткани.

Преимущество карманной конструкции фильтров заключается в возможности вывести из процесса работы любую отдельную камеру без выключения всей фильтровальной установки. Кроме того, есть возможность наращивания установки добавочными камерами. Вместе с тем, при одинаковых габаритных размерах в установке с рукавными фильтрами можно разместить большую фильтрационную поверхность, чем в установке с карманными тканевыми фильтрами. Обычно камерные фильтры применяют на малых энергоустановках.

Степень очистки дымовых газов фильтрами составляет до 99,9 % , содержание золовых частиц на выходе составляет 35 – 50 мг/м³. Данные показатели отвечают требованиям современных экологически безопасных ТЭС.

После прохождения указанных ступеней очистки загрязненный газ может быть направлен в атмосферу, в общем, без особых последствий для окружающей среды.