Аэрозольный фильтр

Полезная модель относится к аэрозольным фильтрам для очистки технологических воздушных сред в радиоэлектронной, химической, медицинской и биотехнической промышленностях. Аэрозольный фильтр содержит корпус, фильтрующий блок тонкой очистки Л- или М-образной конфигурации, состоящий из модулей со складчатым фильтрующим материалом на основе стеклобумаги с разделением складок сепараторами. Угол разворота между модулями фильтрующего блока составляет не менее 10°. Корпус фильтра выполнен из фанеры (тип Д) или углеродистой стали (тип А). Фанерный корпус и деревянные конструкционные элементы фильтра пропитаны в три слоя составом биопирена «Пирилакс». Полезная модель обеспечивает высокую эффективность очистки воздушной среды при невысоких энергозатратах.

Полезная модель относится к области обращения с газообразными отходами в атомной промышленности, а именно к очистному оборудованию по улавливанию радиоактивных аэрозолей, и может быть использовано в радиоэлектронной, химической, медицинской и биотехнической промышленностях.

Известны фильтры аэрозольные с фильтрующим материалом ФП, которые широко используются на предприятиях Росатома [ТУ 95 2314-98. Фильтры аэрозольные с фильтрующим материалом ФП; ОСТ 95 4-80. Фильтры аэрозольные с фильтрующим материалом ФП; Фильтры аэрозольные с фильтрующим материалом ФП. Каталог]. Фильтрующий блок в них представляет собой складчатый пакет панельного типа. Наряду с высокими техническими показателями фильтры ФП имеют ряд недостатков:

- низкая термическая устойчивость фильтрующего материала, при горении которого выделяются токсичные вещества. В то же время, согласно требованиям НП-021-2000, аэрозольные фильтры и материалы, используемые при их изготовлении не должны поддерживать горения;

- снижение эффективности очистки при повышенном влагосодержании очищаемой среды и под действием ионизирующего излучения.

Известны высокоэффективные пожаробезопасные фильтры тонкой очистки воздуха типа ПЕРА и ULPA, где в качестве фильтрующего материала используется стеклобумага на основе микротонкого стекловолокна [Air Filters For Use At Nuclear Facilities // Technical Reports Series. - №122, International Atomic Energy Agency, Vienna. - 1970; Testing And Monitoring of Off-Gas Cleanup Systems At Nuclear Facilities // Technical Reports Series. - №243, International Atomic Energy Agency, Vienna. - 1984; Design And Operation Of Off-Gas Cleaning Systems And High Level Liquid Waste Conditioning Facilities // Technical Reports Series. - №291, International Atomic Energy Agency, Vienna. - 1988]. Фильтры, как правило, представляют собой складчатый пакет из стеклобумага, залитый в стенки с помощью герметика. Такой пакет, особенно если он больших размеров (600-1200 мм), имеет небольшую жесткость, и даже наличие сепараторов не может ее существенно повысить. Этот недостаток приводит к значительной деформации под действием воздушной нагрузки и собственного веса, что, в

свою очередь, связано с появлением дефектов в фильтрующем слое и самопылением. Конструкция данных фильтров препятствует их использованию в действующих системах вентиляции и газоочистки предприятий Росатома без их модернизации и реконструкции. Последнее связано с огромными экономическими затратами, т.к. только на одном предприятии эксплуатируется до нескольких тысяч фильтров ФП.

Указанные выше недостатки устраняются применением фильтров типов ФАС и ФАСТ на основе стеклобумаги и полиэстера, разработанных в габаритах штатных фильтров ФП типа Д-23, А-17 и Д-9 [Ядерная и радиационная безопасность России // Информационный бюллетень. - Вып.2 (5), М. - 2005. - с.22-35; Патент РФ №2200615]. Они отличаются от фильтров ФП повышенной термо- и влагостойкостью, высокой эффективностью очистки в условиях влажной среды, повышенной пылеем-костью, а также негорючестью и безопасностью в пожарном отношении. Данные стеклобумажные фильтры устраняют также недостаток фильтров НЕРА и ULPA в части возможности их установки в действующие системы очистки без дополнительной переделки. Однако, разработано всего три аналога фильтрам ФП, что крайне недостаточно для удовлетворения потребностей на предприятиях в трудногорючих фильтрах всех типоразмеров. Кроме этого, недостаточно полно используется объем фильтра для увеличения площади фильтрации ступени тонкой очистки, т.к. в конструкции заложены фильтрующие блоки панельного типа.

Фильтры типов ФАС и ФАСТ изготавливаются в двух исполнениях одно- и двухступенчатые. Достоинство двухступенчатых фильтров [Патент РФ №2200615] в части наличия секции предварительной очистки в условиях реакторного, радиохимического и химико-технологических производств, как правило, не требуется из-за низкой весовой концентрации аэрозолей, т.е. объем фильтра, занимаемый предфильром можно также использовать для фильтрующего блока тонкой очистки.

Наиболее близким аналогом является конструкция фильтра ФАС-3000 [Ядерная и радиационная безопасность России // Информационный бюллетень. - Вып.2 (5), М. - 2005. - с.22-35]. Аэрозольный фильтр состоит из деревянного корпуса и фильтрующего блока панельного типа, представляющего собой складчатый пакет из стеклобумаги с разделением складок сепараторами. Фильтрующий блок соединен со стенками корпуса с помощью герметика. Основным недостатком прототипа является

низкий коэффициент использования объема корпуса фильтра из-за применения фильтрующего блока панельного типа.

Задачей технического решения является повышение коэффициента использования объема стеклобумажного фильтра типа ФАС за счет увеличения полезной площади фильтрации ступени тонкой очистки воздуха, а также обеспечению производств Росатома трудногорючими фильтрами основных типоразмеров в габаритах фильтров ФП, позволяющих их использование без переделки в штатных системах вентиляции.

Поставленная задача решается путем изменения конструкции фильтрующего блока панельного типа на Л- или М-образную конфигурацию (фильтры ФТОВ-СБМ). В качестве составляющих фильтрующего блока используются модули со складчатым фильтрующим материалом на основе стеклобумаги с разделением складок сепараторами.

Схематичное изображение предлагаемых конструкций фильтров ФТОВ-СБМ изображено на фиг.1 и фиг.2. На фиг.1 представлена Л-образная конфигурация фильтрующего блока фильтра типа Д-13УМ (чертеж ФТОВ-СБМ 100). На фиг.2, на примере фильтра типа Д-28УМ (чертеж ФТОВ-СБМ 300), показана М-образная конфигурация предлагаемых фильтров.

Поток воздуха, поступает в полость корпуса и проходит через фильтрующую поверхность модулей 1 (фиг.1) и 1, 2 (фиг.2). Угол разворота между модулями должен составлять не менее 10°. Свободное пространство между фильтрующими модулями, а также между фильтрующими моделями и внутренними стенками корпуса фильтра есть свободное пространство фильтра на входе 3 и свободное пространство на выходе 4. Свободное пространство на входе воздуха расширяется в направлении, противоположном потоку воздуха и сужается по направлению потока, а свободное пространство на выходе расширяется по направлению воздушного потока и сужается в противоположном потоку направлении, что улучшает аэродинамические характеристики фильтра и распределение потока воздуха по фильтрующему блоку.

Типы разработанных фильтров ФТОВ-СБМ, номера чертежей и конфигурации фильтрующих блоков в сравнении с аналогами приведены в таблице 1.

Корпуса фильтров могут быть выполнены из фанеры (тип Д) или углеродистой стали (тип А). Для перевода в первую группу огнезащитной эффективности фанерные корпуса и деревянные конструкционные элементы фильтров ФТОВ-СБМ при изготовлении пропитываются в три слоя составом биопирена «Пирилакс» [ТУ 2499-021-24505934-03. Биопирен (антипирен- антисептик) Пирилакс 3000.].

Результаты приемо-сдаточных испытаний фильтров ФТОВ-СБМ на основе стеклобумаги, изготовленных на ФГУП «ПО «Маяк», представлены в таблице 2.

Благодаря данному техническому решению существенно увеличивается площадь фильтрации, повышается номинальная производительность фильтра или снижаются энергозатраты (аэродинамическое сопротивление, и т.д.) при прежней производительности.

1. Аэрозольный фильтр, состоящий из корпуса, фильтрующего блока тонкой очистки на основе стеклобумаги, уложенной складками с размещенными между складками сепараторами, отличающийся тем, что фильтрующий блок выполнен в виде Л- или М-образной конфигурации.

2. Аэрозольный фильтр по п.1, отличающийся тем, что корпус фильтра изготовлен из фанеры, пропитанной в три слоя составом биопирена «Пирилакс».

3. Аэрозольный фильтр по п.1, отличающийся тем, что фильтр содержит деревянные элементы, пропитанные в три слоя составом биопирена «Пирилакс».

4. Аэрозольный фильтр по п.1, отличающийся тем, что корпус фильтра изготовлен из углеродистой стали.

5. Аэрозольный фильтр по п.1, отличающийся тем, что угол разворота между модулями фильтрующего блока составляет не менее 10°.