Вловлювання туманів

Тумани утворюються унаслідок термічної конденсації пари або в результаті хімічної взаємодії речовин, що знаходяться в аеродисперсній системі. Тумани утворюються при виробництві сірчаної кислоти, термічної фосфорної кислоти, при концентруванні різних кислот і солей, при випаровуванні масел і ін.

Для уловлювання туманів застосовують волокнисті і сіткові фільтри-тумановловлювачі та мокрі електрофільтри. Принцип дії волокнистих фільтрів-тумановловлювачів заснований на захопленні частинок рідини волокнами при пропусканні туманів через волокнистий шар. При контакті з поверхнею волокон відбувається коалесценція уловлених частинок і утворення плівки рідини, яка рухається усередині шару волокон і потім розпадається на окремі краплі, які видаляються з фільтру.

Переваги фільтрів: висока ефективність вловлювання (зокрема тонкодисперсних туманів); надійність в роботі; простота конструк­ції, монтажу і обслуговування. Недоліки: можливість швидкого заростання при значному вмісті в тумані твердих частинок або при утворенні нерозчинних солей унаслідок взаємодії солей жорсткості води з газами (СО_2, SО₂, HF і ін.).

Переміщення вловленої рідини у фільтрі відбувається під дією гравітаційної, аеродинамічних і капілярних сил. Воно залежить від структури волокнистого шару (діаметру волокон, пористості і ступеню однорідності шару, розташування волокон в шарі), швидкості фільтрації, змочуваності волокон, фізичних властивостей рідини і газу. При цьому, чим більша густина упаковки шару і менший діаметр волокон, тим більше рідини утримується в ньому.

Волокнисті тумановловлювачі розділяють на низькошвидкісні і високошвидкісні. Ті та інші є набором фільтруючих елементів. Елементи низькошвидкісного тумановловлювача, включають дві співвісно розташовані циліндрові сітки з дроту діаметром 3,2 мм, приварені до дна і вхідного патрубку. Простір між сітками заповнений тонким волокном діаметром від 5 до 20 мкм з щільністю упаковки 100-400 кг/м³ і товщиною шару від 0,03 до 0,1 м. Волокна виготовляють із спеціального скла або поліпропілену, поліефірів, полівінілхлориду, фторопласту і інших матеріалів.

Фільтруючі елементи кріплять на трубних ґратах в корпусі колони (до 50-70 елементів). Тумановловлювачі працюють при швидкості газу 0,2 м/с і мають продуктивність до 180000 м³/год.

Високошвидкісні тумановловлювачі виконуються у вигляді плоских елементів, заповнених пропіленовими войлоками. Їх можна використовувати для уловлювання туману кислот (H₂S0₄, HCl, HF, Н₃Р0₄) і концентрованих лугів. Войлоки випускаються з волокон діаметром 20, 30, 50 і 70 мкм.

Найчастіше застосовують двоступінчаті установки (з різними за конструкцією фільтрами), які можуть бути двох типів. В установках першого типу головний фільтр призначений для уловлювання крупних часток і зниження концентрації туману. Другий фільтр служить для очищення від високодисперсних часток. В установках другого типу перший фільтр служить агломератором, в якому осідають частинки всіх розмірів, а вловлена рідина виноситься потоком газів у вигляді крупних краплин, котрі надходять в другій фільтр-бризковловлювач. У фільтрах-бризговловлювачах викори­сто­вуються войлоки з волокон діаметром 70 мкм. При швидкості фільтрації 1,5–1,7 м/с опір складає 0,5 кПа, а ефективність очищення для часток більше 3 мкм близька до 100%.

Фільтри для очищення аспіраційного повітря від частинок туману хромової і сірчаної кислоти мають продуктивність від 2 до 60 тис. м³/год. При швидкості фільтрації 3–3,5 м/с ефективність очищення складає 96–99,5%, опір фільтрів 150-500 Па.

Для уловлювання масла розроблені фільтри з циліндровим фільтруючим елементом, який обертається, що забезпечує ефективну і безперервну регенерацію шару від уловленого масла. Продук­тивність таких фільтрів від 500 до 1500 м³/год, ефективність очищення складає 85-94%.

Для очищення від грубодисперсних домішок бризок вико­ристовують краплевловювачі, що складаються з пакетів в'язаних металевих сіток з легованих сталей, сплавів на основі титану і інших корозійностійких матеріалів. Сітки (з діаметром дроту 0,2-0,3 мм) гофрують і укладають в пакети завтовшки від 50 до 300 мм і як сепаратори встановлюють в колоні. Для підвищення ефективності вловлювання туману передбачають два ступені сіткових сепара­торів. Сепаратори ефективно працюють при концентрації пари в газах не більше 100-120 г/м³. Сітки можуть бути виготовлені також з фторопласту і поліпропілену.

Для уловлювання туману кислот застосовують мокрі електро­фільтри. За принципом дії вони не відрізняються від сухих електрофільтрів. Наприклад, електрофільтр КТ-7, вживаний для уловлювання туману сірчаної кислоти, має по 144 коронуючих і осаджувальних електродів. Він працює при тиску 500 Па і температурі газу 160°С.