vuzbiochemiИзвестия вузов. Прикладная химия и биотехнологияProceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology2227-29252500-1558ИРНИТУ10.21285/2227-2925-2022-12-2-339-348vuzbiochemi-818Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯCHEMICAL TECHNOLOGYЭффективность очистки газа от пыли в щелевом фильтреEfficiency of dusted gas cleaning using a slotted filterhttps://orcid.org/0000-0001-9722-0824СамохваловН. М.SamokhvalovN. M.

Н. М. Самохвалов, к.т.н., доцент

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Nikolay M. Samokhvalov, Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor

83, Lermontov St., Irkutsk, 664074

snm4186@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5174-7978ВиноградовВ. В.VinogradovV. V.

В. В. Виноградов, к.т.н., электроник664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Vladimir V. Vinogradov, Cand. Sci. (Engineering), Electronics Engineer

83, Lermontov St., Irkutsk, 664074

vvv158@mail.ruИркутский национальный исследовательский технический университетРоссияIrkutsk National Research Technical UniversityRussian Federation202204072022122339348Copyright © Самохвалов Н.М., Виноградов В.В., 20222022Самохвалов Н.М., Виноградов В.В.Samokhvalov N.M., Vinogradov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vuzbiochemi.elpub.ru/jour/article/view/818

Очистка промышленных газов от пыли является одной из важнейших экологических задач по защите окружающей среды. Разнообразие технологических условий образования пыли, физико-химических свойств газа и улавливаемых частиц, повышение технических и экономических требований к процессам очистки диктует поиск новых, более совершенных и эффективных способов очистки запыленных газов и конструкций пылеулавливающих аппаратов. При очистке горячих, химически агрессивных газов или улавливании абразивной пыли применение электрофильтров, рукавных, волокнистых и зернистых фильтров часто связано с трудностями защиты аппаратов от вредных факторов либо с недостаточной эффективностью очистки. Щелевые фильтры, в силу своих конструктивных особенностей, могут быть использованы при решении таких задач. На основании теоретических представлений и экспериментальных исследований разработана инженерная методика расчета щелевых фильтров, позволяющая моделировать и проектировать щелевые фильтры с заданными показателями работы и обеспечивать высокую эффективность очистки и низкое гидравлическое сопротивление. В основу этой методики положены теоретические закономерности фильтрования с использованием основных механизмов осаждения пылевых частиц на изолированных цилиндрах применительно к стационарной стадии процесса фильтрования. Разработана программа для ЭВМ, позволяющая моделировать процесс очистки запыленных газов в щелевых фильтрах. Она дает возможность по заданной эффективности очистки и гидравлическому сопротивлению определять оптимальные параметры работы, конструктивные размеры и условия регенерации щелевых фильтров с учетом свойств пыли и газа при длительной непрерывной работе фильтра.

The cleaning of industrial gases from dust is one of the most significant current environmental protection problems. The search for new, more advanced and effective ways to clean dust gases and dust collector designs is based on the diversity of technological conditions for dust formation, the physicochemical properties of gases and trapped particles, and an increase in technical and economic requirements for cleaning processes. When cleaning hot or chemically aggressive gases and capturing abrasive dust, the use of electrostatic precipitators, bag, fibrous and granular filters is often associated with difficulties in protecting the devices from harmful factors or ensuring sufficient cleaning efficiency. The design features of slotted filters permit their use in solving such problems. An engineering method for calculating slotted filters developed on the basis of theoretical ideas and experimental studies is used to model and design slotted filters with specified performance indicators to ensure high cleaning efficiency and low hydraulic resistance. This technique is based on theoretical patterns of filtration using basic dust particle deposition mechanisms on isolated cylinders in relation to the stationary stage of the filtration process. A computer program that simulates the process of cleaning dusty gases in slotted filters has been developed. This makes it possible to determine the optimal operating parameters, design dimensions and regeneration conditions of slotted filters based on a specified cleaning efficiency and hydraulic resistance, taking into account the properties of dust and gas during prolonged continuous operation of the filter.

фильтрованиещелевой фильтрпылеулавливаниеэффективностьстационарностьfiltrationslotted filterdust collectionefficiencystationarityReferencesTien C. Principles of filtration. NY: Elsevier Publ., 2012. 360 p. https://doi.org/10.1016/C2011-0-05332-2.Tien C. Principles of filtration. NY: Elsevier Publ.; 2012. 360 p. https://doi.org/10.1016/C2011-0-05332-2.Пат. № 2378494, Российская Федерация, МПК E21B43/08. Щелевой фильтр с проволочным фильтрующим элементом / Э. Ф. Соловьев, С. Е. Варламов; заявители и патентообладатели Э. Ф. Соловьев, С. Е. Варламов. Заявл. 28.04.2008; опубл. 10.01.2010. Бюл. № 1.Solov'ev E. F., Varlamov S. E. Slotted filter with wired filtrating element. Patent RF, no. 2378494; 2010. (In Russian).Пат. № 2445146, Российская Федерация, МПК B01D29/48. Щелевой фильтр / А. В. Яшин; заявитель и патентообладатель А. В. Яшин. Заявл. 01.10.2010; опубл. 20.03.2012. Бюл. № 8.Jashin A. V. Edge filter. Patent RF, no. 2445146; 2012. (In Russian).Пат. № 2456054, Российская Федерация, МПК B01D29/44, B01D29/62, E21B43/08. Регенерируемый щелевой фильтр / Ю. В. Данченко, Е. А. Закревская, А. Л. Каплан, Е. В. Пошвин, Р. Ф. Фаритов; заявитель и патентообладатель ЗАО «Новомет-Пермь». Заявл. 01.02.2011; опубл. 20.07.2012. Бюл. № 20.Danchenko J. V., Zakrevskaja E. A., Kaplan A. L., Poshvin E. V., Faritov R. F. Recoverable aperture filter. Patent RF, no. 2456054; 2012. (In Russian).Федоров С. В., Федорова В. Д. Принцип работы автоматического самоочищающегося фильтра со щелевыми фильтрующими элементами // Научный Лидер. 2021. N 15. С. 141–144.Fedorov S. V., Fedorova V. D. Working principle of an automatic self-cleaning slotted filter. Nauchnyi Lider = Scientific Leader. 2021;(15):141- 144. (In Russian).Sutrisna P. D., Holdich R. G., Kosvintsev S. R., Cumming I. W. Rotating cylinder microfiltration of oil–in–water emulsion using novel slotted pore filter // Journal of Applied Membrane Science & Technology. 2006. Vol. 3, no. 1. P. 15–28. https://doi.org/10.11113/amst.v3i1.36.Sutrisna P. D., Holdich R. G., Kosvintsev S. R., Cumming I. W. Rotating cylinder microfiltration of oil–in– water emulsion using novel slotted pore filter. Journal of Applied Membrane Science & Technology. 2006;3(1):15- 28. https://doi.org/10.11113/amst.v3i1.36.Пат. № 104863, Российская Федерация, МПК B01D46/00. Фильтр для очистки газа от пыли / Н. М. Самохвалов; заявитель и патентообладатель Иркутский государственный технический университет. Заявл. 16.12.2010; опубл. 27.05.2011. Бюл. № 15.Samohvalov N. M. Filter for cleaning gas from dust. Patent RF, no. 104863; 2011. (In Russian).Пат. № 156669, Российская Федерация, МПК B01D46/40. Фильтр для очистки газа от пыли / Н. М. Самохвалов, В. В. Виноградов, Ю. А. Зыкова; заявитель и патентообладатель Иркутский национальный исследовательский технический университет. Заявл. 30.03.2015; опубл. 10.11.2015. Бюл. № 31.Samohvalov N. M., Vinogradov V. V., Zykova Yu. A. Filter for cleaning gas from dust. Patent RF, no. 156669; 2015. (In Russian).Мазус М. Г., Мальгин А. Д., Моргулис М. Л. Фильтры для улавливания промышленных пылей. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.Mazus M. G., Mal'gin A. D., Morgulis M. L. Industrial dust filters. Moscow: Mashinostroenie; 1985. 240 p. (In Russian).Ужов В. Н., Вальдберг А. Ю., Мягков Б. И., Решидов И. К. Очистка промышленных газов от пыли. М.: Химия, 1981. 392 с.Uzhov V. N., Val'dberg A. Yu., Myagkov B. I., Reshidov I. K. Purification of industrial gases from dust. Moscow: Khimiya; 1981. 392 p. (In Russian).Matteson M. J., Orr C. Filtration: principles and practices. Boca Raton, Florida: CRC Press, 1987. 756 p.Matteson M. J., Orr C. Filtration: principles and practices. Boca Raton, Florida: CRC Press; 1987. 756 p.Самохвалов Н. М., Виноградов В. В. Стационарность процесса и эффективность очистки газов от пыли в щелевом фильтре // Теоретические основы химической технологии. 2014. Т. 48. N 6. С. 690–694.Samokhvalov N. M., Vinogradov V. V. Stationary and efficiency of gas cleaning from dust on slotted filter. Teoreticheskie Osnovy Khimicheskoi Tekhnologii = Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2014;48(6):690-694. (In Russian).Самохвалов Н. М., Виноградов В. В., Зыкова Ю. А. Гидродинамика и структура потока в щелевой фильтрующей перегородке // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2018. Т. 8. N 2. С. 93–102. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2018-8-2-93-102.Samokhvalov N. M., Vinogradov V. V., Zykova Y. A. Hydrodynamics and structure of the flow in the shield filtration partition. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2018;8(2):93-102. (In Russian). https://doi.org/ 10.21285/2227-2925-2018-8-2-93-102.Самохвалов Н. М., Виноградов В. В., Зыкова Ю. А. Влияние регенерации и стационарности процесса на эффективность очистки и потери напора в щелевом фильтре // Химическая промышленность сегодня. 2020. N 1. С. 10–18.Samokhvalov N. M., Vinogradov V. V., Zykova Y. A. Influence of regeneration and stalionarity of itie process on the efficiency of cleaning and pressure loss in the slotted fitter. Khimicheskaya Promyshlennost' Segodnya = Chemical Industry Today. 2020;(1):10-18. (In Russian).Самохвалов Н. М., Виноградов В. В., Зы кова Ю. А. Эффективность очистки и гидравлическое сопротивление струйно-фильтрационного пылеуловителя // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9. N 4. С. 759–767. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-4-759-767.Samokhvalov N. M., Vinogradov V. V., Zykova Yu. A. Cleaning efficiency and hydraulic resistance of the jet filter dust collector. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2019;9(4):759-767. (In Russian). https://doi.org/10. 21285/2227-2925-2019-9-4-759-767.Виноградов В. В., Зыкова Ю. А., Самохвалов Н. М. Влияние структуры щелевого фильтра на гидравлическое сопротивление // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2015. N 4. С. 3–10.Vinogradov V. V., Zykova Y. A., Samokhvalov N. M. Effect of the slot filter structure on the hydraulic resistance. Izvestiya Rossijskoj Akademii Nauk. Mekhanika Zhidkosti i Gaza = Fluid Dynamics. 2015;(4):3-10. (In Russian).Зыкова Ю. А., Самохвалов Н. М., Виноградов В. В. Эффективность регенерации щелевого фильтра // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2018. Т. 8. N 1. С. 99–105. http://dx.doi.org/10.21285/2227-2925-2018-8-1-99-105.Zykova Y. A., Samokhvalov N. M., Vinogradov V. V. Slotted filter regeneration efficiency. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2018;8(1):99-105. (In Russian). http://dx.doi.org/10.21285/2227-2925-201 8-8-1-99-105.Виноградов В. В., Самохвалов Н. М. Расчет размеров и параметров работы щелевого фильтра // Теоретические основы химической технологии. 2016. Т. 50. N 4. С. 473–479.Vinogradov V. V., Samokhvalov N. M. Calculating the size and operating parameters of a slotted filter. Teoreticheskie Osnovy Khimicheskoi Tekhnologii = Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2016;50(4):473-479. (In Russian).Зыкова Ю. А., Самохвалов Н. М., Виноградов В. В. Регенерация щелевой фильтрующей перегородки // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2017. Т. 7. N 1. С. 161–167. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2017-7-1-161-167.Zykova Y. A., Samokhvalov N. M., Vinogradov V. V. Regeneration slotted filter septum. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2017;7(1):161-167. (In Russian). https:// doi.org/10.21285/2227-2925-2017-7-1-161-167.Виноградов В. В., Зыкова Ю. А., Самохвалов Н. М. Методика расчета щелевого фильтра // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2015. Т. 326. N 11. С. 67–74.Vinogradov V. V., Zykova Y. A., Samokhvalov N. M. Calculation of a slotted filter. Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta. Inzhiniring Georesursov = Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2015;326(11):67-74. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.