Laboratorium Katedry Inżynierii Procesowej POLITECHNIKA OPOLSKA	Kamil Adamaszek Ocena: III ICHIP Grupa nr 1 2014/2015 ,semestr V
Laboratorium z OPERACJI I PROCESÓW MECHANICZNYCH Ćwiczenie nr 7 Temat: Filtracja

Filtracja jest to metoda, polegająca na rozdzielaniu cząstek stałych i płynu za pomocą przegrody filtracyjnej. Cząstki ciała stałego pozostają przed przegrodą na tzw placku filtracyjnym, a przez przegrodę przechodzi oczyszczony płyn.

Proces filtracji znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle, a także w życiu codziennym.

1. Zastosowanie filtracji w przemyśle:

a)Oczyszczanie recyrkulującego etylenu w instalacjach produkcji polietylenu metodą wysokociśnieniową. Nieprzereagowany etylen przysyła się do skrubera i przez filtry. W skruberze gaz jest zraszany wodą co powoduje opadnięcie cząstek polietylenu. Następnie gaz przechodzi przez szereg filtrów w celu całkowitego usunięcia cząstek stałych z gazu recyrkulującego.

Przy tej metodzie stosuje się recyrkulację ponieważ stopień przereagowania gazu wynosi około 20%. Przed reaktorem polimeryzacji (autoklaw) gaz jest sprężany do 180 MPa, jakiekolwiek zanieczyszczenia mogłyby spowodować uszkodzenie jednej z pomp lub zanieczyścić zbiorniki buforowe pomiędzy poszczególnymi stopniami sprężenia.

Są filtrami ciśnieniowymi, działającymi pod stałym ciśnieniem.

b) Oczyszczanie gazów z pieca wapiennego

Gaz z pieca wapiennego zawiera uniesiony pył (koks, wapno palone, wapień) oraz parę wodną powstałą z wody zawartej w wapieniu i koksie. Kieruje się go do skrubera, wypełnionego kawałkami koksu. Gaz ochładza się i częściowo odpyla, dalsze odpylenie następuje w filtrze trocinowym, gdzie gaz przetłaczany jest przez warstwy trocin ułożone na tkaninie workowej.
Tak oczyszczony gaz stosuje się w celu karbonizacji w metodzie Solvaya przy produkcji sody amoniakalnej (węglan sodu). Filtr ciśnieniowy działający przy stałym ciśnieniu (gazów spalinowych, które w tym przypadkiem są półproduktem).

2. 
   Zastosowanie filtracji w życiu codziennym:

a) Filtr Paliwa oczyszcza zanieczyszczone paliwo z cząstek stałych. Filtry stosowane w silnikach wysokoprężnych (tzw. Diesla) filtry powinny zatrzymywać cząstki większe niż 3 μm oraz zawartą w paliwie wodę, a w silnikach o zapłonie iskrowym większe niż 10 μm. Olej napędowy jest filtrowany dokładniej z cząstek stałych, ponieważ stopień kompresji w silniku Diesla wynosi minimum 28 atmosfer, co powoduje wytrącanie się mniejszych cząstek, niż w silnikach zasilanych benzyną.

Paliwo z czasem rozwarstwia się, powstają osady, co mogłyby spowodować uszkodzenie silnika.
Filtry te s filtrami ciśnieniowymi, tkaninowymi ciśnienie wytwarza pompa paliwa.

b) Filtr cząstek stałych DPF (skrót ang. diesel particulate filter)

Jest to filtr ciśnieniowy działający przy stałej różnicy ciśnień.

Filtry cząstek stałych są stosowane w silnikach wysokoprężnych, ponieważ spalanie paliwa zawierającego ciężkie węglowodory powoduje powstawanie cząstek sadzy oraz popiołu. W oleju napędowy istnieją dodatki powodujące dopalanie sadzy. Często stosowany jest mocznik, który w wysokiej temperaturze powoduje powstanie tzw. podtlenku azotu (NO₂). Podtlenek azotu dopala sadzę w układzie wydechowym.

Dodatki w oleju napędowy całkowicie nie wyeliminowały emisji cząstek sadzy. Wprowadzenie filtrów cząstek stałych pozwoliło wyeliminować praktycznie w całości charakterystyczne dymienie z wydechu silników wysokoprężnych.

Przegroda filtracyjna jest wykonana z metalu lub materiałów ceramicznych. Cząstki osadzają się na porowatych ściankach i włóknach. Zatrzymując ponad 85% cząstek stałych.

Niektóre filtry DPF nie podlegają regeneracji i po zapchaniu filtra należy go wymienić. Filtry regenerowane pasywnie katalitycznie dopalają sadzę po osiągnięciu odpowiedniej temperatury ponad 600 stopni Celsjusza. Istnieją także.

Filtry wyposażone w aktywne systemy wypalania sadzy czasowo zwiększają tryb pracy silnika w celu emisji większej ilości podtlenku azotu. Innym sposobem jest podgrzanie filtra przez wtryskiwanie do filtra mieszanki paliwowej i jej spalanie na filtrze. Takie rozwiązanie niekiedy powoduje niekiedy wywiewanie sadzy i pojawienie się ognia wychodzącego z układu wydechowego.

Poza sadzą na filtrach zatrzymuje się popiół, który nie ulega wypaleniu w czasie regeneracji, co powoduje jego zapychanie i z czasem taki filtr podlega wymianie.

Zastosowanie katalizatorów spowodowało konieczność stosowania wysoce odsiarczonych paliw maksymalnie 50 ppm związków siarki. Siarka powoduje dezaktywację katalizatora.

---