ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕХАНИЗМА ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ АЭРОЗОЛЕЙ МАСЛА ФИЛЬТРАМИ ИЗ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Abstract

Ссылка для цитирования: Хабибуллин М.Я. Повышение эффективности механизма очистки газов от аэрозолей масла фильтрами из металлокерамических материалов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 5. – С. 168-174. Актуальность исследования обусловлена необходимостью увеличения объемов проведения различных технологических процессов, связанных с эффективной очисткой газов в керамических фильтрах. Наиболее перспективной альтернативой рукавным фильтрам для очистки от пыли высокотемпературных газов являются фильтры с элементами из пористых проницаемых керамических материалов. Цель: разработать и предложить схему лабораторной установки для изучения данного процесса путем использования фильтров с порами больших размеров в диапа­зоне исследуемых параметров за счет получения эффекта генерации «вторичных» аэрозолей и наблюдения на границе коэффициента проскока с увеличением скорости фильтрования и размера частиц. Объекты. Исследованиям подвергались однослойные фильтрующие элементы – пористые цилиндры, двухслойные фильтрующие элементы, комбинированный фильтрующий элемент, который изготовляли нанесением на однослойный элемент из порошка с частицами размером 45 мкм слоя порошка с более крупными частицами (180 мкм). Комбинированный фильтрующий элемент состоял из двух элементов: наружного однослойного (размер частиц 180 мкм, внутренний диаметр 0,052 м, толщина стенки 0,004 м) и вставленного в него коаксиально двухслойного. Исследовали осаждение аэрозолей трансформаторного масла, получаемых распылением в специальном генераторе тумана. Дисперсный состав и концентрацию аэрозолей до и после фильтра определяли пятиступенчатым каскадным импактором. Методы. Лабораторные исследования проводились согласно предложенным методам по эффективной очистке газов в керамических фильтрах при тем­пературе 600 °C и более. Однако дальнейшее развитие этих исследований сдерживалось отсутствием достаточно экономичных отечественных керамических пористых фильтровальных элементов. Наиболее перспективной альтернативой рукавным фильтрам для очистки от пыли высокотемпературных газов являются фильтры, фильтрующий элемент которых изготовлен из пористых проницаемых керамических материалов, представляющих собой особый вид керамики, выполненной специальными технологическими приемами с повышенной пористостью и с соответствующими размерами и формами пор. В процессе проведения испытаний фиксировали: гидравлическое сопротивление образца, температуру и расход воздуха, концентрацию и размеры капель до и после фильтра. Технология создания пористых проницаемых керамических материалов из порошков заключается в следующем: получение узко фракционированного порошка-наполнителя (электрокорунд, дистен-силлиманит), подбор технологической связки (глина) и временной связки (поливиниловый спирт), смешивание компонентов в определенном соотношении, прессование (удельное давление 30 МПа), сушка (при 150–150 °C) и обжиг (при 1200–1300 °C) образцов. Технология создания пористых проницаемых ке­рамических материалов из волокон заключается в следующем: получение водной суспензии силикатных волокон опре­деленной длины (1–5 мм), формование образцов методом шликерного литья, сушка и обжиг. На ряд пористых образцов из порошков нанесена мембрана с целью создания образцов с малым размером пор и оценки их свойств. Результаты исследования взаимосвязи гидравлического сопротивления Δр фильтрующих элементов со скоростью движения потока капельной смеси газа анализировали в критериальной форме в целях исключения влияния индивидуальных особенностей образцов и условий испытания. Установлен эффект генерации «вторичных» аэрозолей и подтвержден обработкой результатов. Эффективность фильтрования двухслойными и комбинированными фильтрами достигает 99,96 %. Полученные результаты исследования свидетельствуют о целесообразности использования в промышленных аппаратах керамических фильтровальных элементов.