Разработка и исследование структур текстильных фильтров, применяемых при очистке воздуха и газов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.02, кандидат наук Сухотерин, Леонид Янкович

• Сухотерин, Леонид Янкович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Сухотерин, Леонид Янкович

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ СИСТЕМ И СПОСОБОВ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА И ГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ ОТ ПЫЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Классификация технологий очисток воздуха и газов от пыли

1.2. Классификация фильтров очистки воздуха и газов от пыли

1.3. Пыль, её состав и свойства

1.4. Текстильные фильтры, применяемые для очистки воздуха и газов

1.5. Фильтры очистки воздуха и газов формируемые на базе тканей

1.6. Методы очистки воздуха от органических загрязнений

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1

ГЛАВА II ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУР ТЕКСТИЛЬНЫХ ПЕРЕГОРОДОК, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ОЧИСТКЕ ВОЗДУХА И ГАЗОВ

2.1. Определения и основные зависимости расчёта параметров фильтрования воздуха и газов

2.2. Анализ процессов использования различных текстильных фильтров применяемых при очистке воздуха и газов от пыли

2.3. Исследование структур текстильных полотен на качество

очистки воздуха и газов

2.4. Исследование структур металлических сеток фильтровальных

элементов, предназначенных для удаления пыли из промышленных газов

2.5. Исследование текстильных перегородок, применяемых в качестве рукавных фильтров

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II

ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА И ГАЗОВ ОТ ПЫЛИ ФОРМИРУЕМЫХ НА БАЗЕ МОТАЛЬНЫХ ПАКОВОК И ТКАНЕЙ

3.1. Исследование структур сомкнутых намоток, применяемых в качестве фильтровальных перегородок

3.2. Воздушные фильтры, формируемые на базе мотальных паковок специального назначения

3.3. Разработка конструкций мотального оборудования для формирования пористых перегородок трубчатых текстильных фильтров

3.4. Влияние натяжения наматываемой нити на плотность

намоткимотальных паковок

3.5. Разработка конструкции и исследование мотального механизма для формирования трубчатых текстильных фильтров заданных типоразмеров

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III

ГЛАВА IV. РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ

4.1. Оценка эффективности модульных установок пылеочистки

4.2. Расчёт экономической эффективности внедрения модульных

систем очистки воздуха в МУП «Димитровградводоканал»

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ IV

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ч

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование структур текстильных фильтров, применяемых при очистке воздуха и газов»

ВВЕДЕНИЕ

Рост промышленного производства в России, а также развитие крупных городов и образование Мегаполисов сопровождается не только скоплением людей в определённых регионах, но и в отдельных социально-значимых объектах, таких как метрополитены, вокзалы железнодорожного транспорта супермаркеты, больницыи т.д. Среди наиболее интенсивно развивающихся отраслей промышленности, где необходима очистка воздуха и газов-фармацевтия, пищевая промышленность, металлургия, производство строительных материалов, нефтехимическая и нефтегазовая отрасли, а также энергетика. В последние годы наметился рост производства микроэлектроники и других высокотехнологичных отраслей.

Расширение и развитие производства, наряду с положительными аспектами, имеет и негативные последствия, связанные с увеличением выброса в атмосферу различных загрязнений, что ухудшает экологическую ситуацию в промышленных регионах добычи нефти и местах скопления людей.

В связи с этим возникает необходимость применения различного воздухоочистительного и газоочистительного оборудования способного обеспечить очистку воздуха и газов на уровне, удовлетворяем требованиям экологических норм.

В тоже время существует другая задача - очистка приточного воздуха, которая вызвана тем, что в атмосферу поступают загрязнения от зон нефтедобычи, автотранспорта, за счёт эрозии почв, различных техногенных и технологических промвыбросов.

Эти загрязнения должны быть удалены из воздуха перед его подачей в помещения до уровня, удовлетворяющего требованиям санитарных и технологических норм.

Жесткие санитарные нормы по очистке воздуха требуют создания новых, высокоэффективных, надёжных, дешёвых и доступных средств,а также фильтровальных систем, что в свою очередь невозможно без разработки новых материалов и структур фильтровальных модульных установок формируемых на базе последних достижений текстильной науки и техники.

Разработка новых комплексных фильтров на базе тканей и мотальных паковок специального назначения актуальна и отвечает всем современным требованиям, предъявляемым к фильтрам необходимым для оснащения социально-значимых объектов с возможностью тонкой очистки воздуха и газов.

Именно решению данной задачи посвящена диссертационная работа.

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ СИСТЕМ И СПОСОБОВ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА И ГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ ОТ ПЫЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Классификация технологий очисток воздуха и газов от пыли

В настоящее время очистку воздуха и газов подразделяют на тонкую, и грубую в зависимости от конечных (остаточных) концентраций пыли в очищенном воздухе и газе.

Основные исследования, посвященные промышленной очистке воздуха, были проведены в начале 20 века, а в России этот вопрос на научной основе был рассмотрен в работах [1, 2] профессором В.В.Батуриным, который определил цели и задачи очистки воздуха, а также предложил условия, что при тонкой очистке, воздуха конечная концентрация

3 3

пыли не должна превышать 1-2 мг/м ; при грубой очистке более 50 мг/м .

Тонкую очистку применяют для приготовления приточного воздуха тогда, когда наружный воздух по условиям загрязнений пылью не может быть непосредственно введён в помещение. Такой же вид очистки применяют и в том случае, когда для экономии топлива (необходимая для подогрева наружного воздуха), пользуются частным возвратом рециркуляцией отработавшего воздуха, причём такой способ целесообразен только в тех случаях, когда стоимость подогрева наружного воздуха оказывается значительно дороже стоимости его очистки.

Для местных, локальных зон производств применяют среднюю очистку.

Грубая очистка применяется для удаления крупных фракций пыли путём создания простейших устройств очистительных систем (за счёт поворотов воздуховодов, установки сеток и т.д.) и является предфильтровальной подготовкой воздуха.

Для очистки воздуха от пыли используется:

1. Сила тяжести;

2. Инерция движущихся частиц;

3. Пористые перегородки фильтров;

4. Влажные поверхности, к которым прилипают пылинки;

5. Каталитические способы очистки;

Наиболее крупные фракции под влиянием силы тяжести выпадают из воздушного потока на участках «отбойников», для чего воздух доувлажняют-«утяжеляют» частички пыли, за счёт распыления влаги или пара.

Сила инерции используется при поворотах воздуховодов, когда крупные и средние частицы продолжают прямолинейное движение и, ударяясь о стенки отбойников, теряют скорость и выпадают в виде осадка в специальные ёмкости - пылесборники.

Фильтрование воздуха - наиболее эффективный метод очистки его от механических примесей мелкого и среднего размера. Данный процесс происходит за счёт застревания пылинок в пористой среде фильтровальных перегородок из волокон, тканей, нетканых материалов, зернистых засыпных фракций, углей, сеток и т.д.

Влажные фильтровальные перегородки могут задерживать и мельчайшую пыль.

На основании использования силы тяжести частиц создают пылеосадочные камеры (предфильтры) для грубой очистки воздуха.

Сила инерции лежит в основе конструкций циклонов, инерционных пылеуловителей в камерах лабиринтного типа, перфорированных сеточных ловителях и т.д.

Пылеуловители и воздухоочистители можно классифицировать:

- по принципу действия;

- по коэффициентности очистки для данного дисперсного состава и вида пыли;

- по постоянству режима в отношении гидравлического сопротивления, расхода воздуха и степени очистки;

- по габаритным размерам.

Эффективностью или коэффициентом очистки воздуха называют отношение веса пыли уловленной пылеочистным устройством к весу поступившей на очистку пыли (в ту же единицу времени), выраженное в процентах.

Наиболее важное значение при очистке воздуха от пыли имеет её дисперсный состав, а именно весовое содержание частиц мельчайших фракций.

Так как частицы различных фракций по-разному задерживаются в пылеочистительных устройствах, то говорят иногда и о фракционных коэффициентах очистки.

Наиболее показательными величинами, характеризующими, пылеочистительное устройство являются:

1) коэффициент очистки;

2) гидравлическое сопротивление перегородки;

3) производительность фильтра;

4) экономические показатели (эксплуатационные расходы). Согласно ГОСТ Р 51251-99 введены следующие определения:

1. Фильтр очистки воздуха; фильтр воздушный - устройство, в котором с помощью фильтрующего материала или иным способом осуществляется отделение пыли и аэрозольных частиц от фильтруемого воздуха.

2. Фильтрующий материал для воздушных фильтров - материал, предназначенный для улавливания пыли и аэрозольных частиц из воздуха.

3. Частица - по ГОСТ Р 50766.

4. Размер частицы - по ГОСТ Р 50766.

5. Счётная концентрация частиц - по ГОСТ Р 50766.

6. Массовая концентрация частиц - масса аэрозольных частиц в единице объёма воздуха.

7. Класс фильтра - характеристика эффективности фильтра, выраженная условным обозначением.

8. Коэффициент проскока (Р, %); проницаемость - характеристика фильтра или фильтрующего материала, равная процентному отношению концентрации частиц после фильтра Ып к концентрации частиц до фильтра

N

Р = —-^-100

(1.1)

9. Эффективность (Е, %) - характеристика фильтра или фильтрующего материала, равная процентному отношению разности концентрации частиц до 1чГд и после фильтра Ып к концентрации частиц до фильтра Ыд:

N -К Е= п -100 П7ч

• С1-2)

10. Размер наиболее проникающих частиц - размер частиц, соответствующий минимальной эффективности фильтрующего материала.

11. Производительность фильтра; расход воздуха - объём воздуха в единицу времени, проходящего через фильтр.

12. Номинальная производительность фильтра; номинальный расход воздуха - производительность фильтра, при которой его характеристики определяются изготовителем (поставщиком).

13. Аэродинамическое сопротивление; перепад давления на фильтре -разность полных давлений до и после фильтра при определенной производительности фильтра.

14. Начальное аэродинамическое сопротивление фильтра при номинальной производительности.

15. Конечное аэродинамическое сопротивление фильтра аэродинамическое сопротивление фильтра, при котором он подлежит замене или регенерации.

16. Пылеёмкость фильтра - масса пыли, уловленной фильтром и накопившейся в нем при достижении значения конечного аэродинамического сопротивления.

1.2. Классификация фильтров очистки воздуха и газов от пыли

Фильтры очистки воздуха от пыли классифицируют по назначению и эффективности на:

фильтры общего назначения - фильтры грубой очистки и фильтры тонкой очистки;

фильтры, обеспечивающие специальные требования к чистоте воздуха, в том числе для чистых помещений - фильтры высокой эффективности и фильтры сверхвысокой эффективности. В работе [3] дано международное обозначение классов фильтров,которые указаны в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Группа фильтров Класс фильтра

Фильтры грубой очистки а

вз

Фильтры тонкой очистки Р5

¥6

¥7

¥9

Фильтры высокой эффективности НЮ

Н11

Н12

Н13

Н14

Фильтры сверхвысокой эффективности Ш5

Ш6

1Л7

Примечания

Фильтры общего назначения применяют в любых системах вентиляции и

кондиционирования воздуха.

Фильтры высокой и сверхвысокой эффективности обеспечивают

выполнение специальных требований к чистоте воздуха, в том числе в

чистых помещениях.

В зависимости от степени очистки воздуха и газов на текстильных перегородках их подразделяют по эффективности.

Классификация фильтров общего назначения приведена в табл. 1.2.

Таблица 1.2.

Группа фильтров Класс фильтра Средняя эффективность, %

Ес ЕА

Фильтры Грубой очистки Ес <65 -

в2 65 < Ес <80 -

вз 80 < Ес< 90 -

90 <ЕС -

Фильтры Тонкой очистки ¥5 - 40 < Еа< 60

¥6 - 60 <Еа<8 0

¥7 - 80 < Еа< 90

¥8 - 90 < Ес < 95

¥9 - 95 < Еа

Обозначения: Ес - эффективность, определяемая по систематической пыли весовым методом (по разности массовой концентрации частиц до и после фильтра); Еа - эффективность, определяемая по атмосферной пыли:

Допускается применение других методов определения эффективности фильтров, дающих результаты, адекватные табл. 1.2.

Сопоставление методов оценки эффективности фильтров общего назначения приведено в приложении 1.

Эффективность или коэффициент проскока фильтров определяются по расчетной концентрации проникающих частиц до и после фильтра. Значение эффективности фильтра, полученное другими методами, кроме метода оценки по размеру наиболее проникающих частиц, не может служить для целей классификации фильтров по данному стандарту. Интегральные значения эффективности и коэффициента проскока характеризуются усредненными значениями соответствующих показателей по всей рабочей поверхности фильтра. Локальное значение характеризуется значением

показателя в данной точке фильтра. Данная классификация фильтров приведена в табл. 1.3.

Таблица 1.3.

Группа фильтра Класс фильтра Интегральное значение Локальное значение

Эффективн ости, % Коэффиц иента проскока, % Эффективн ости,% Коэффицие нта проскока, %

Фильтры высокой эффективности НЮ 85 15 - -

Н11 95 5 - -

Н12 99,5 0,5 97,5 2,5

Н13 99,95 0,05 99,75 0,25

Н14 99,995 0,005 99,975 0,025

Фильтры сверхвысокой эффективности Ш5 99,9995 0,0005 99,9975 0,0025

Ш6 99,99995 0,00005 99,99975 0,00025

Ш7 99,999995 0,000005 99,9999 0,0001

Основные требования, предъявляемые к фильтрам.

Общие требования:

конструкция фильтров должна обеспечивать удобство при монтаже, а также возможность демонтажа фильтров при их замене;

конструкция фильтров должна обеспечивать их надёжную герметизацию в установочных рамах вентиляционных систем и исключать возможность протечек воздуха между корпусом фильтра и установочными рамами;

Материалы:

фильтры, а также элементы конструкции крепления фильтров должны быть изготовлены из материалов, способных противостоять обычным атмосферным условиям в отношении температуры, влажности, коррозионной стойкости;

конструкция фильтра должна выдерживать механические нагрузки и другие виды нагрузок, которые могут воздействовать на фильтр в процессе его эксплуатации;

все материалы, в том числе и фильтрующий материал, при прохождении через них воздушного потока не должны выделять пыли, волокон или каких-либо других веществ, оказывающих вредное воздействие на человека или технологические процессы и оборудование, находящиеся в помещении, в которое подаётся воздух.

Аэродинамическое сопротивление:

начальное аэродинамическое сопротивление фильтра определяют при номинальной производительности фильтра. Дополнительно следует определять аэродинамическую характеристику фильтра, которая представляет собой график зависимости аэродинамического сопротивления незагрязненного фильтра от его производительности при значениях, равных 50; 75; 100 и 125% номинальной производительности. Начальное аэродинамическое сопротивление фильтра указывают в технической документации;

конечное аэродинамическое сопротивление фильтра определяет изготовитель. Рекомендуются следующие значения конечного аэродинамического сопротивление: 250 Па - для фильтров грубой очистки; 450 Па - для фильтров тонкой очистки;

600 Па - для фильтров высокой и сверхвысокой эффективности. Эффективность фильтров:

определение эффективности фильтров следует проводить при номинальной производительности.

1.3. Пыль, её состав и свойства

Под термином «пыль» понимают материальную систему, состоящую из мельчайших частичек твёрдого или жидкого вещества, рассеянных в газообразной среде. Такие системы носят название дисперсных и состоят из дисперсной фазы (мельчайших частичек) и дисперсной среды (воздух, газ). Когда частицы пыли взвешены в воздухе, их называют аэрозолями, а при осаждении, когда масса газовой фазы относительно мала (например, при скоплении пыли), они носят название аэрогелей.

Мельчайшие частицы твёрдого тела, взвешенные в воздухе, по своим физическим свойствам значительно отличаются от того же вещества в плотном (цельном) состоянии. Данные отличия обусловлены значительными увеличениями суммарной поверхности раздробленного вещества, что приводит к колоссальному увеличению числа поверхностных молекул, наиболее активных как в химическом, так и в физическом отношении.

Возросшая суммарная поверхность раздробленного вещества влечёт за собой ускорение физического обмена молекулами между дисперсной фазой и средой.

Например, количество адсорбированного газа пропорционально поверхности соприкосновения (адсорбция - явление, происходящее на поверхности).

При раздроблении вещества в пыль во много раз увеличивается его электроёмкость, так как поверхность, по которой распределяются заряды, сильно увеличивается. Частицы пыли заряжаются электричеством:

а) прямой адсорбцией ионов из самого газа;

б) путём контакта с соответствующей твёрдой или жидкой поверхностью.

Мельчайшая легко возгораемая пыль взрывоопасна.

Основное количество пыли происходит вследствие дробления твёрдых тел при размалывании, взрывах, просеивании, транспортировке и обработке материалов, трепании льна, дроблений камней и т.д.

Запыленность воздуха характеризуется или весом пыли в единице

л

объёма (мг/м ) или числом частиц в кубическом сантиметре.

Пыль вредно действует на организм человека, в первую очередь засоряет лёгкие и приводит к аллергическим заболеваниям дыхательных путей, при попадании в трущиеся детали машин приводит к их нагреву и быстрому износу механизмов, а также пыль взрыво- и пожароопасна.

Классифицировать пыль можно по нескольким признакам:

1) по степени дисперсности (измельчения);

2) по роду вещества, из которого состоит пыль;

3) по вредности для организма человека;

4) по взрывоопасности.

В атмосферной и производственной среде пылевое облако состоит из частичек малых размеров, от долей микрона и выше.

По форме пылевых частиц различают системы:

- пластинчатые;

- нитевидные (волокнистые);

- зернистые.

Обычно бытовая и промышленная пыль представляет собой смесь частиц различного состава и переходных элементов между ними.

Размеры частиц в значительной степени определяет поведение пыли в воздухе: либо она удерживается во взвешенном состоянии, либо разносится потоками воздуха, либо выпадает из него.

Размеры частиц пыли играют определенную роль при выборе систем очистки воздуха, а именно выборе фильтровальных систем или других воздухоочистительных аппаратов.

Микроскопический анализ пыли даёт возможность судить о размерах и форме частиц, которые улавливаются на предметные стёкла, смазанные специальным раствором [4]. В качестве примера дисперсного состава промышленных пылей приведем табл.1.4. Цифры в таблице показывают процентное соотношение частиц различного размера [5].

Таблица 1.4.

№ п/ п Вид пыли Размер частиц в микронах (мкм)

мень -ше 2 3-5 610 1125 26-50 511000 более 100 Максимальный размер

1 Песчаная (просеивание) 11,2 22,7 28,0 29,3 7,1 1,2 - 104

2 Наждачная (керамика) 52,2 16,0 9,8 15,4 5,0 1,4 0,2 -

3 Текстильная (одёжная) 2,9 15,1 29,2 35,8 11,3 3,9 1,8 202

4 Антрацитовая (промышленн ая) 28,4 21,3 19Д 23,1 5,4 1,3 75

5 Чугунная (промышленн ая) 73,1 8,7 6,7 8,0 2,3 0,4 104

6 Свинцовая (машинная набор-автотрансп.) 59,7 14,0 14,4 9,9 1,8 0,2 120

Степень вредности пыли для организма зависит от её количества во взвешенном состоянии, величины и формы частиц, химического состава и степени растворимости.

В лёгкие человека с воздухом попадают пылинки очень малого размера (не более 2 мкм), поэтому считается, что для лёгких частицы индифферентной пыли относительно безвредны, а частицы от 0,25 до 5 мкм опасны.

По отношению к возгоранию и взрывоопасное™, пыль, образующаяся, в результате различных процессов жизнедеятельности человека разделяют на три класса.

Класс I- легко воспламеняющиеся пыли, в которых наблюдается быстрое распространение пламени (от искры).

Класс II- легковоспламеняющееся пыли, распространение пламени, в которых требует либо источника тепла с высокой температурой, например электронагрев проводки.

Класс III- пыли при обычных производственных условиях, существующих на производстве содержаться малогорючие компоненты.

К первому классу относятся пыль сахара, крахмала муки, льна и т.д.

Ко второму классу относится пыль от шерсти, кожи, древесные опилки.

К третьему классу относятся сажа, пыль угольная и т.д.

В помещениях социально-значимых (больницы, школы) основными источниками пыли являются:

пыль, заносимая на обуви и одежде пассажиров; пыль, образующаяся при срабатывании тормозных систем электропоездов, подвижного состава, элеваторов и т.д.;

пыль, образующаяся при сухой обработке помещений; пыль, приносимая с приточным воздухом систем вентиляции (кондиционирования от 0,1 до 1,0 мг/м3).

Пыль представляет собой твёрдые частицы, дисперцированные в воздухе. Различают истинную, насыпную и кажущуюся плотность частиц пыли. Насыпная плотность (в отличие от истиной) учитывает воздушную прослойку между частицами пыли. При слеживании насыпная плотность пыли возрастает в 1,2 - 1,5 раза.

Кажущаяся плотность - отношение массы частиц к занимаемому его объёму.

Размер частиц (дисперсность) является основным параметром пыли, от него зависит и выбор способов борьбы с ней. Аугезионные свойства частиц определяют их способность к слипанию, для многих фильтров установлены определенные границы по этому показателю.

Пыли, где 60-70 % частиц имеют диаметр 10 мкм, ведут себя как слипающиеся.

Для подбора фильтров имеет значение:

образивность, смачиваемость, гигроскопичность, удельное электрическое сопротивление пыли;

электрическая заряженность и самовозгораемость частиц пыли. Пылеулавливающие устройства делятся на:

воздушные фильтры для очистки атмосферного и рециркуляционного воздуха (масляные, волокнистые, губчатые, электрические);

пылеуловители для очистки запылённых воздушных выбросов (циклоны, тканевые пылеуловители, вентиляторные пылеуловители) и т.д.

Основным показателем воздушных фильтров является их эффективность, пылеёмкость и сопротивление потоку воздуха.

В табл. 1.5 приведено сопоставление данных по оценке применяемых в международной практике методов оценки эффективности фильтров по синтетической и атмосферной пыли с используемым в отечественной практике методом кварцевой пыли.

Применяемые для очистки воздуха масляные и волокнистые фильтры имеют довольно низкую эффективность (до 90%), так как они имеют несовершенную структуру фильтровальных перегородок, склонных к «пробою» и «проскоку» пыли, а также требуют промывки загрязненные поверхности в 10 % - содовом растворе, а затем в горячей воде. Загрязненные ячейки фильтров очищают промывкой в тёплой воде или с помощью пылесоса.

Таблица 1.5.

Группа фильтров Класс фильтров Средняя эффективность, %

Ес Еа Ек

Фильтры Грубой очистки а Ес <65 - 35 < Ек

в2 65 < Ес <80 - 35 < Ек<50

оз 80 < Ес< 90 - 50 < Ек< 60

90 <ЕС - 50 <ЕК<70

Фильтры Тонкой очистки Р5 - 40 < Еа< 60 70 < Ек< 80

¥6 - 60 < Еа <8 0 85 <ЕК<90

VI - 80 < Еа< 90 90 < Ек< 95

Б8 - 90 < Ес< 95 95 <ЕК<98

¥9 - 95 < Еа Ек < 90

Обозначение:

Ек _ эффективность, определяемая по кварцевой пыли согласно «Руководству по испытанию и оценке воздушных фильтров для систем приточной вентиляции и кондиционирования воздуха», ЦНИИПромздания Госстроя СССР М.,_

Загрязненные полотна нетканых материалов также промывают водой на крупноячеистой сетке из шланга.После промывки его сушат в горизонтальном положении, но регенерация допускается не более трёх раз. Данная технология уже устарела и очень трудозатратна.

Помимо фильтров для очистки воздуха от пыли в социально-значимых объектах и на метрополитенах используются фильтры для очистки воздуха от вредных примесей в виде газов, паров аэрозолей и запахов. Основными загрязнителями воздуха в данном случае является углекислый газ (С02), окислы азота, аэрозольная серная кислота, смазочные масла, дизельное топливо катализаторная пыль и сажа.

В работах авторов[6; 7; 8; 9] отмечается, что проблема концентрации СОг в помещениях отрицательно влияет на состояние здоровья человека. Отмечено, что при увеличении концентрации С02 в воздухе до 0,1% происходит ослабление внимание на 30%, появляются головные боли у людей, их продуктивность работы снижается до 12 %.Согласно принятым в России в 2006 г. гигиеническим нормативам была определена максимальная

разовая среднемесячная норма для рабочей зоны должна составлять 4597 ррш (число частиц газа СОг на миллион частиц).

Однако для массового скопления людей в закрытых помещениях концентрация СОг не должна превышать 0,03%. Учитывая то, что углекислый газ не имеет ни запаха, ни вкуса, ни цвета, увеличение его содержания в воздухе требует постоянного контроля. Даже СО2-выдыхаемый людьми и который участвует в процессе метаболизма, в определенной концентрации может стать токсичным.

Содержание загрязняющих веществ в воздухе не должно превышать максимальных разовых предельно-допустимых концентраций для атмосферного воздуха мест скопления людей, концентрация смешанной пыли - 0,5 мг/м3, содержание двуокиси углерода в летнее время - 0,1 %, а в остальные сезоны - 0,12 % по объёму.В помещениях массового скопления людей (станции метрополитенов) должны быть обеспечены следующие параметры микроклимата.

В тёплый период года:

средне суточная температура наружного воздуха в тёплый период года должна быть выше +10° С;

температура воздуха в помещениях от +18° С; относительная влажность воздуха от 15 до 75 %; скорость движения воздуха от 0,5 до 2,0 м/с.

В холодный период года (среднесуточная температура наружного воздуха не ниже +10° С), с учётом:

нахождения людей в верхней (сезонной) одежде; температура воздуха в помещении от + 10° С до + 16° С; относительная влажность воздуха от 15 до 75 %; скорость движения воздуха от 0,1 до 2,0 м/с.

Допускаются перепады температуры воздуха по высоте (до 2 м от пола) не более 3° С, по горизонтали (в противоположных концах помещений не более +4° С.

На основе проведённого анализа можно сделать вывод о том, что для улавливания механических частиц находящихся в воздухе или газовоздушных смесях могут использоваться различные пылеуловители создаваемые на текстильной основе. Главным критерием текстильных фильтровальных перегородок для пылеочистки газов является структура (пористость и проницаемость) текстильного материала, а также его свойства (устойчивость к возгоранию, влагопоглащению и т.д.)

1.4. Текстильные фильтры, применяемые для очистки воздуха и

газов

Широкий диапазон вредностей содержащихся в воздухе поступающим в помещения с большим скоплением людей требуют использования для его очистки эффективных и доступных средств, к которым относятся в первую очередь текстильные фильтры [10; 11].

К текстильным фильтрам, широко применяемым в последнее время в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, относятся ткани и нетканые материалы.

Ткань представляет собой по существу сетку, состоящую из нитей основы и утка, с дополнительным наполнением её структуры волокнистым материалом рыхлым по структуре и различного сырьевого состава.

Переплетение ткани обеспечивает заданную пористость и проницаемость фильтровальной перегородки и способствует удержанию отдельных частичек пыли в толще материала.

В качестве фильтрующего материала ткань применяется в виде мешков на проволочном каркасе или натягивается на рамки. Для большей компактности рамки в камерах воздуховодов располагаются зигзагообразно. В процессе работы тканых фильтров фильтровальная перегородка заполняется осаждаемой пылью, в результате чего увеличивается сопротивление проходу воздуха. Расход воздуха (производительность фильтра) при этом уменьшается, однако пыль, образуя дополнительный пористый слой, улучшает качество очистки за счёт удержания более мелких частиц в своей структуре. При заполнении пор ткани осадком говорят, ткань «утомляется» и необходимо её очищать от посторонних примесей, иначе при дальнейшей эксплуатации фильтра разность давлений на фильтровальной перегородке возрастает и наступает момент, после которого она начинает «пробиваться». То есть происходит разрушение структуры ткани (за счёт

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сухотерин, Леонид Янкович, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Батурин В.Б., Основы промышленной вентиляции, изд. ВЦСПС «Профиздат» 1951.

2. Михеев М.А., Основы теплопередачи. Изд. Госэнергоиздат, 1947.

3. Ромашов Г.И., Основные принципы и методы определения дисперсного состава промышленных пылей. Изд. Лиот. Л. 1938.

4. Порминский М.С., «Труды Украинского института патологии и гигиены труда». Киев. Вып. №10. 1930.

5. Павлов Г.Г. Аэродинамика технологических процессов и оборудования текстильной промышленности М. «Лёгкая индустрия» 1975. 151 с.

6. Табунщиков Ю.А. Микроклимат и энергоснабжение: пора менять приоритеты «Экономический Вестник России №10. 2008.

7. Sepp О.А. Tuottava toimisto 2005. Paporttib.77.

8. ratcliffe, Martin Dr.Day Tny Improving Office.Staff Productivity Whle Reducing Carbón Dixide Emissions.

9. Van dtr Loijt, Adrie, Management C02, levels cause office to switch off // Director of Franse on line.

10. Ветцель Б.Н. Новейшие конструкции фильтров, М. 1965. П.Пискарёв Н.В. Фильтровальные ткани, изготовление и применение.

М. Легпром. 1963.

12. Рогозин З.А. Основы химии и технологии химических волокон. М. 1974. Т.1. 518 с.

13. Вольф П.А., Меос А.И. Волокна специального назначения. М. 1971.

14. Горчакова В.М.,Малюкова Е.Б., Фомин В.Н., Попович В.А., Калганова

И.В.

15. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельчённых материалов. Л. Химия. - 1987. - С. 264.

16. Справочник по пыле и золоулавливанию / Под общ. Ред. A.A. Русанова, М.: Энергоатомиздат. - 1983. С. 312.

17. Страус В. Промышленная очистка газов. М.: Химия. - 1981. С. 616.

18. Ужов В.Н., Вальдбера А.Ю., Мягков Б.И., Рашидов И.К. Очистка промышленных газов от пыли. М.: Химия. - 1981. С. 392.

19. Алиев Г.М. Техника пылеулавливания и очистка промышленных газов. М.: Металлургия. - 1986. С. 544.

20. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Химия, М., 1971.

21. Коломиец А.Я.Исследование структуры намотки трубчатых текстильных фильтров: Дис....канд. техн. наук. Ленинград, ЛИТЛП им. С.М. Кирова, 1974.

22. Аравин В.И., Нумеров С.Н. Теория движения жидкостей и газов в недеформируемой пористой среде. М.,1952.

23. Банков С.Н. Карманный технический справочник ОНТИ. ПНТП, СССР.,1939.

24. Павловский H.H. О фильтрации воды через земляные пластины. М.,1931.

25. Полубаринова-Кочина П.Я. Теория движения грунтовых вод. М.,1952.

26. Павлов Г.Г. Аэродлина мика технологических процессов и оборудования текстильной промышленности М. Лёгкая индустрия, 1975.

27. Патрашев А.Н. гидромеханика М. Воениздат. 1953.

28. Singh М., Gupta I.L. The Effect of Permeability on the Drag of a Porous Sphere in a Uniform Stream. ZAMM, Berlin, 1971. 51.1. 27-32.

29. Богомолов Г.В. Гидрология с основами инженерной геологии, 2-е изд. М.,1966.

30. Жужиков В.А. Теория и практика разделения суспензий. Фильтрование. М., Химия, 1971.

31. Николаев С.Д., Зайцев В.П., Панин И.Н. О тонкости очистки фильтрата и производительности трубчатых текстильных фильтров.// Известия вузов. Технология текстильной промышленности №. 2005..

32. Малиновская Т.А. Разделение суспензий в промышленности органического синтеза. М., 1971.

33. Панин И.Н. Разработка и исследование структур текстильных паковок специального назначения. Диссертация д.т.н. М., МТИ им. А.Н. Косыгина. 1996.

34. Пискарев Н.В. Фильтровальные ткани, изготовление и применение. М.,1963.

35. Пери Дж. Справочник инженера-химика. Ч. 2. Перевод с английского. Химия. Л., 1969.

36. Зайцев В.П. Панин И.Н. Способ намотки нитевидного материала. A.C. № 1454773

37. Панин И.Н. О бобинах спиралевидной структуры намотки. // Известия Вузов. Технология текстильной промышленности. №4 1993.

38. Панин И.Н. Совершенствование процесса формирования, структуры и процесса сматывания мотальных паковок сомкнутой намотки. Диссертация к. т. н., Ленинград, 1983.

39. Гордеев В.А., Зайцев В.П., Панин И.Н. О бобинах сотовой намотки сформированных на машине «Бандомат».// Известия вузов. Технология текстильной промышленности №3. 1985.- 40с.

40. Зайцев В.П., Панин И.Н. Исследование процесса формирования бобин сотовой намотки на машине «Бандомат».// Известия вузов. Технология текстильной промышленности №3. 1982.

41. Косцов A.A. Машины крутильно-ниточного производства. М.,1981.

42. Панин И.Н. и др. Текстильные фильтры. М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина. - 2009. С. 128.

43. Жужиков В.А. Фильтрование. М.: Химия. -1968.

44. Ужов В.Н., Мягков Б.И. Очистка промышленных газов фильтрами -«Химия», 1970 с.319.

45. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельчённых материалов. JI. Химия, 1087. 264 с.

46. Справочник по пыле - и золоулавливанию /под общ. Ред. А.А.Русанова. М. Энергоатомиздат, 1983. 312 с.

47. Beth-Handbuch. Staubtechnick.Selbstverlag Maschinenfabrik Beth, 1964.S.440.

48. Caplan К.Air Cand. Heat a Vent, 1960 № 10, p 62.

49. «Filtration», Amer, Petr.Inst. N.-Y. 1961.p.l2.

50. Панин И.Н. и др. Текстильные фильтры. М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина. - 2009. С. 128.

51. Жужиков В.А. Фильтрование. М.: Химия. -1968.

52. В.П. Зайцев, И.Н. Панин. Определение удельной плотности сомкнутой намотки нитей на цилиндрическую бобину // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности, 1981. -№6. -С.44

53. А.С. Николаев, А.И. Панин, Л.Я. Сухотерин, А.А. Калмыков, Е.С. Ершова. Особенности промышленного применения мотальных паковок специального назначения // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышлености, 2011. - С.41

54. ratcliffe, Martin Dr.Day Tny Improving Office.Staff Productivity Whle Reducing Carbón Dixide Emissions.

55. Van dtr Loijt, Adrie, Management C02, levels cause office to switch off // Director of Franse on line.

56. В.П. Зайцев, И.Н. Панин. Определение удельной плотности сомкнутой намотки нитей на цилиндрическую бобину // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности, 1981. -№6. -С.44

57. A.C. Николаев, А.И. Панин, Л.Я. Сухотерин, A.A. Калмыков, Е.С. Ершова. Особенности промышленного применения мотальных паковок специального назначения // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышлености, 2011. - С.41

58. Панин И.Н., Зайцев В.П., Мишин В.А. Аэратор пневматический «Пантекс». Патент на изобретение.№49874.

59. Панин И.Н., Зайцев В.П., Мишин В.А. Патронный фильтр.

60. Шигапов И.И., Зайцев В.П. Исследование и формирование мотальных паковок увеличенных габаритов. Сборник материалов научно-технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2003),г. Москва, МГТУ им.А.Н.Косыгина 2003.

61.Щелкачев В.А., Лапук Б.Б. Подземная гидравлика. М.: ГОСТОИЗДАТ. 1949.