3.2. Фильтры-туманоуловители 2

Структура слоя в основном обусловливает локальное накопление жидкости и формирование определенных путей и скорости вывода ее Из слоя. Капиллярные силы не только удерживают жидкость в слое, но и перемещают ее по слою в места с наибольшей плотностью упаковки волокон. Чем больше плотность упаковки слоя и меньше диаметр волокон, тем большее количество жидкости удерживается в слое.

В рыхлых материалах из тонких и неупругих волокон диаметром менее 5 мкм происходит сильное насыщение слоя. При этом образуются новые капельки - возникает генерация вторичного аэрозоля. Образование многочисленных пузырьков на тыльной поверхности и в глубине тонковолокнистого слоя и их разрыв приводят к образованию мелких частиц, уносимых газом. В результате сопротивление очень резко возрастает, а эффективность очистки падает, и только снижение насыщенности жидкостью слоя может привести к уменьшению выходной концентрации. Этого можно добиться уменьшением входной концентрации и скорости фильтрации, использованием толстых и пористых слоев с более крупными и упругими волокнами в слое, вертикальным расположением слоя, однонаправленной упаковкой волокон в слое, а иногда и принудительным отводом жидкости из замыкающего слоя [44].

При улавливании туманов растворов солей решающее влияние на фазовое состояние солевого аэрозоля может иметь относительная влажность газа. Если она больше равновесной влажности над насыщенным раствором, твердые кристаллы солей на волокнах не образуются, если ниже равновесной, то на волокнах возникает плотная быстро растущая солевая оболочка. В подобных случаях в газы добавляется мятый пар, распыленная жидкость или сам слой орошается из форсунок. Волокнистые фильтры-туманоуловители подразделяются на три типа [44]:

  • низкоскоростные (w ≤ 0,2 м/с), снаряжаемые волокнами диаметром 5 - 20 мкм и предназначенные для улавливания субмикронных частиц за счет броуновской диффузии и эффекта зацепления; эффективность их увеличивается с уменьшением скорости фильтрации, размера частиц и диаметра волокон;

  • высокоскоростные (w ≥ 0,5÷1,2 м/с) со слоем грубых волокон диаметром 20 - 100 мкм. служащие для выделения из газа частиц крупнее 1 мкм за счет механизма инерционного осаждения, эффективность которого возрастает с увеличением размера частиц и скорости фильтрации до определенной (критической) величины (обычно 1 - 2,5 м/с), при которой начинается вторичный брызгоунос уловленной жидкости из слоя в виде крупных капель;

  • многоступенчатые, состоящие из 2 - 3 фильтров второго и первого типов, в которых первая ступень работает при скоростях выше критической и является укрупнителем улавливаемых капель при высоких входных концентрациях тумана [45].