Очистку отработанного запыленного воздуха осуществляют по одноступенчатой или многоступенчатой схеме. При одноступенчатой схеме применяют тканевые фильтры, которые могут работать при избыточном давлении или с вакуумированием.
Обычно одноступенчатая очистка применяется при подаче материаловоздушной смеси с высокими концентрациями – загрузке транспортных цистерн, контейнеров, подаче материала аэрожелобами. При концентрации аэросмеси 80-100 кг/куб. м основную массу материала и воздуха предварительно разделяют в специальных емкостях-разгрузителях. В их конструкции предусмотрен плавный ввод потока в нижнюю часть и выход запыленного воздуха вверх. Разгрузитель устанавливают на крыше бункера или силоса склада.
Качество разгрузителя определяется его геометрическими размерами, скоростью и характером ввода аэросмеси. Ввод может быть радиальным, осевым или касательным.
При концентрации аэросмеси менее 80 кг/м3 запыленный отработанный воздух очищают после разгрузителя в одном или нескольких циклонах, устанавливаемых последовательно или параллельно.
Для окончательной очистки воздух из циклонов поступает в тканевый фильтр. Выброс воздуха из циклонов непосредственно в атмосферу запрещен, так как он еще содержит значительное количество пыли.
Наиболее широко используют в пневмотранспортных установках центробежные разгрузители (рис. 12.6).
Рис. 12.6. Центробежный разгрузитель (а) и схема установки разгрузителя с циклонами (б)
Транспортный трубопровод подводят в верхнюю часть цилиндрического корпуса по касательной, вследствие чего материаловоздушная смесь перемещается внутри циклона по спирали. Материал, теряя скорость, опускается в конусную часть разгрузителя, из которого удаляется специальным, непрерывно действующим затвором. Поток воздуха выходит через центральную трубу циклона-разгрузителя.
Для полного отделения материала вслед за разгрузителем устанавливают циклоны (рис. 12.6, б).
Эффективность улавливания тончайших частиц материала в циклоне повышается с уменьшением его диаметра, однако это уменьшение снижает производительность. Для обеспечения требуемой производительности при эффективном улавливании пыли циклоны небольшого диаметра соединяют в батарею. Батарейный циклон, состоящий из двух-шести элементов, обеспечивает коэффициент осаждения пыли, равный 0,76-0,85 при входной скорости 11-23 м/с.
Вторичную очистку воздуха от пыли осуществляют в рукавных фильтрах, коэффициент отделения которых равен 99,9%. Фильтры подбирают, исходя из удельной нагрузки на ткань рукава. Расчетная поверхность фильтрующей ткани:
где 
– количество воздуха, поступающего в фильтр с учетом подсосов в циклонах-отделителях, куб.м/с;
– удельная нагрузка, куб.м/(кв.м·с) фильтрующей ткани.
Рукава периодически встряхивают механическим или пневматическим способом для удаления с них избыточного слоя пыли. В качестве фильтровальной ткани используют как натуральные, так и синтетические материалы. Для пневмотранспортных установок наиболее эффективны шерстяные фильтры, так как они имеют большую пропускную способность.
На предприятиях цементной промышленности, механизированных и автоматизированных складах цемента широко используют фильтры СМЦ-166Б, СМЦ-101А и СМЦ-169.
Фильтр СМЦ-166Б (рис. 12.7) состоит из корпуса 2, разделенного на две камеры; коллекторов 1 и 6; фильтровальных рукавов 3 с подвесными устройствами; клапанов 4; затвора 5; электрооборудования и контрольных приборов. В зависимости от требуемой площади фильтрующей поверхности фильтры можно группировать в сборки. Они состоят из одного и более (но не более четырех) фильтров в одном ряду.
Рис. 12.7. Фильтр СМЦ-166Б.
а, в – схема сборок фильтра; б – схема фильтра
1 – коллектор; 2 – корпус; 3 – рукав; 4 – клапан; 5 – затвор; 6 – коллектор; 7 – блок; 8 – заслонка;
9 – бункер; 10 – вентиль мембранный; 11 – сопло; 12 – блок
В строительной индустрии широко используется в системах аспирации кассетный фильтр ТЖ-563 (рис. 12.8).
Рис. 12.8. Фильтр кассетный ТЖ-563.
1 – фильтр влагоотделителя; 2 – вентилятор; 3 – корпус; 4 – пульт управления; 5 – кассеты
Рукавные фильтры ФР-20 (рис. 12.9) предназначены для установки на силосные емкости. Площадь фильтрации – 20 кв.м при производительности по воздуху 1900 куб.м/ч; регенерация ткани фильтров осуществляется вибрацией.
Рис. 12.9. Фильтр рукавный ФР-20
Во всасывающих пневмотранспортных установках используют фильтры типа Г4-1БФМ и Г4-ЗБФМ (рис. 12.10), а также типа РЦИ.
Рис. 12.10. Вертикальный рукавный фильтр типа Г4
- чем больше площадь фильтрующей поверхности, тем большее время он может работать до регенерации;
- площади фильтров в значительной мере зависят от методов очистки;
- критерием качества работы фильтра является его фильтрующая способность и максимальное сопротивление проходу воздуха при неочищенном состоянии.
Метод очистки фильтра определяет характер его применения. Ниже рассмотрены основные методы очистки и конструктивные устройства фильтров. Для очистки используют обратный воздушный поток – впуск атмосферного воздуха через фильтры в обратном направлении. Этот метод широко применяют во всасывающих системах, работающих при большом разрежении.
В системах, работающих под низким вакуумом, для этой же цели используют ввод сжатого воздуха, подачу которого регулируют специальными электромагнитными вентилями, срабатывающими по заданной программе или приводными воздухораспределителями, установленными на подающей линии.
Широко распространенным эффективным методом очистки фильтров является сочетание обратного потока воздуха с колебательным движением фильтрующего блока. Во время очистки блока фильтров специальная воздушная заслонка изолирует его от всасывающей линии. Реверс пиная воздушная заслонка, соединенная с отключенной заслонкой всасывающей линии, открывает проход небольшому количеству воздуха в обратном направлении. После окончания чистки фильтра реверсивная воздушная заслонка закрывается, а основная заслонка переключает секцию на всасывающую линию. Этот процесс повторяется для каждой секции фильтра. Длительность процесса очистки регулируется программным реле.
В случае применения для очистки фильтров только вибрации (без обратного потока воздуха) очищаемая секция полностью изолируется от основного потока. Длительность процесса вибрации и периодичность очистки фильтров регулируют реле времени. Западногерманская фирма Beth изготовляет пылевые фильтры различных конструкций, которые очищаются методом обратной продувки или вибрацией. Фильтры сконструированы по системе унифицированных элементов, обеспечивающей сборку из одних и тех же узлов как отдельных фильтров, так и крупных фильтрующих агрегатов. Рукавные фильтрующие элементы закрепляют на специальных фильтровых платформах, оснащенных вибрационными механизмами с централизованной смазкой. Вибрационная фильтровая платформа допускает применение рукавов из стекловолокна. В этих конструкциях обычно сочетают дна метода очистки фильтров: потоком обратно направленного воздуха при одновременном действии встряхивающего механизма. Отдельные секции очищают поочередно. Фильтры используют для отделения пыли любого рода, размеры частиц которой обычно не превышают 5 мкм. Общий коэффициент пылеулавливания достигает 98-99%. Область применения фильтров распространяется как на холодные газы и воздух, так и на агрессивные газы при наивысшей температуре. Фильтры наготавливают в виде бесшовных рукавов различных размеров из тканей.
Рис. 12.11. Фильтр модели
MVRP фирмы Butter.
а – рабочий режим; б – очистка фильтра
Швейцарская фирма Butter выпускает диффузионные фильтры моделей PGFB и MVRP для очистки воздуха от пыли в строительной, химической промышленности и других отраслях. Фильтры очищают продувочным воздухом под низким давлением. Высокая интенсивность очистки каждого фильтра достигается благодаря пульсирующему поступлению продувочного воздуха. В электрическом управлении системой продувки используют транзисторы, что обеспечивает высокую точность работы и минимум технического обслуживания. Из-за отсутствия движущихся деталей фильтры изнашиваются незначительно. Рукавные фильтры (рис. 12.11) монтируют на специальных каркасах, которые легко установить в корпусе и закрепить с помощью быстродействующих зажимов.
Запыленный воздух подводят в верхнюю часть корпуса через патрубок, расположенный по касательной к корпусу. Пыль выдается шлюзовым затвором, расположенным под конусной частью корпуса. В верхней части корпуса смонтирована камера с механизмом очистки фильтров. Через нагнетательные форсунки и трубы. Внутри продувочный воздух под низким давлением поступает поочередно в каждый фильтр. Благодаря такой конструкции обеспечивается поступление воздуха с большой скоростью, что способствует интенсивной очистке фильтров. Продувочный воздух к форсункам подается через вентили, управляемые электромагнитами.
Необходимая мощность привода для фильтров типа MVRP фирмы Buller зависит от фильтруемого материала и расположения фильтров и составляет 0,37–4 кВт.
Рукавные фильтры в пневмотранспортных установках могут монтироваться как в непосредственной близости от места приема аэросмеси, так и в отдалении от него, если фильтр обеспечен отсосом воздуха. Например, на складах цемента фильтр часто устанавливают внизу, а с крыши силоса к фильтру опускают трубопровод запыленного воздуха. При такой схеме удобно обслуживать фильтр – нет необходимости подниматься на верхнюю галерею склада.
Для улучшения работы фильтров и осадителей применяют разные их комбинации. Например, в камеру разгрузителя встраивают циклон или совмещают ее с рукавным фильтром. В последнем случае при встряхивании рукавов материал ссыпается непосредственно в загружаемую емкость.