Удельная газовая нагрузка на фильтровальный материал является функцией многих переменных и зависит от типа ткани, дисперсного состава пыли, влажности, температуры, способности ткани и пыли к электризации и залипанию, допустимого сопротивления фильтра, допустимых пылевых выбросов, концентрации пыли на входе в фильтр, срока службы ткани до ее замены, режимов регенерации и многих других факторов.
Удельная газовая нагрузка также не может быть категорично задана для конкретного типа фильтровальной ткани без учета конструкции фильтра, режимов эксплуатации, свойств пыли и газа и других параметров.
Мировая практика эксплуатации рукавных фильтров показывает, что оптимальные удельные газовые нагрузки в общепромышленных фильтрах наиболее часто находятся в интервале от 0,25 до 2,5 м 3/ м2 мин.
Так, для фильтров ФР-5000, оснащенных стеклотканью ТСФТ-2 СГФ, при улавливании технического углерода, поступающего от реакторов с температурой 2300 С, принята оптимальная газовая нагрузка 0,25-0,3 м3 /(м2 мин) (Ярославский завод технического углерода). Для фильтров ФРКН-ВР, в которых используется лавсановая ткань арт.217, при улавливании частиц сухой краски оптимальной является удельная газовая нагрузка 2,22 м3 /(м2 мин) (ПО "Лакокраспокрытие", г. Хотьково).
Для улавливания волокнистой пыли в производстве асбеста фильтрами с импульсной продувкой, оснащенных тканью вельветон, как показывает практика, оптимальной является удельная нагрузка 1,7 м3/(м2 мин), при этом гидравлическое сопротивление не превышает 1 кПа. При оснащении тех же фильтров лавсановыми тканями гидравлическое сопротивление несколько увеличивается (согласно данным испытаний на Ярославском заводе фильтра ФРКИ-90А). При улавливание асбестовой пыли с наличием большого количества волокнистых фракций удельная газовая нагрузка не должна превышать 2,5 м3/(м 2мин).
Известны случаи, когда возможно превышение удельной газовой нагрузки в фильтрах до 5 м3/(м2 мин), например, в случае улавливания легкоотряхиваемых, грубых пылей (в пищевой промышленности - при грубом подоле кофе, зерна, в текстильной промышленности - при очистке аспирационного воздуха, когда сама волокнистая пыль, формируясь на перегородке, создает мелкопористый дополнительный фильтрующий слой, повышающий эффективность пылеулавливания).
Для мелких пылей и пылей, имеющих высокую адгезионно-аутогезионную способность, в случаях электризации пыли и ткани в процессе фильтрования, при высоких требованиях к пылевым выбросам, к продолжительности межремонтного пробега фильтра, при ограничении гидравлического сопротивлении и при наличии многих других факторов и условий, удельная нагрузка не может быть принята высокой.
Завышение удельной нагрузки приводит или к неоправданно высокому сопротивлению фильтра, или к большому проскоку через фильтровальный материал, или вызывает необходимость более частого проведения регенерации, что. в свою очередь приводит к быстрому изнашиванию ткани и снижению эксплуатационной надежности фильтра и системы в целом, а в некоторых случаях фильтр вообще становится неработоспособным. Так, при очистке газов в фильтрах ФРКДИ, установленных после печей выплавки кремния, из-за специфических свойств пыли удельная нагрузка не может быть принята большой. Уже при q = 0,5 м3 /(м2 мин) сопротивление фильтров, оснащенных тканью оксалон, достигает 2,5-3 кПа, при повышении удельной нагрузки до 0,7 м3 /(м 2мин) сопротивление увеличивается до 4,5 кПа и ткань быстро выходит из строя. Одним из путей повышения удельной нагрузки в этом случае является снятие электрического заряда пыли увлажнением газов. Снятие заряда способствует улучшению отделения пыли от ткани и, следовательно, снижению гидравлического сопротивления, что в свою очередь приводит к уменьшение числа регенераций, т.е. к повышению срока службы тканей.
Система очистки газов, отходящих от печей выплавки кремния, с применением рукавных фильтров, перед которыми стоит скруббер, успешно работает на заводе в Чехии (г.Мнишек) при удельной нагрузке 0,43-0,6 м3/(м 2мин). Сопротивление фильтра при этом составляет 3 кПа.
В конце 50-х годов в нашей стране началось широкое внедрение на сажевых заводах рукавных фильтров, оснащенных стеклотканями. Не имея практического опыта эксплуатации, основываясь на рекламных данных и сообщениях иностранных фирм, первоначально разработчики закладывали в проекты большие удельные нагрузки на фильтры. Результатом этого было увеличение пылевых выбросов, а стеклоткани выдерживали не более двух месяцев эксплуатации. В связи с этим целесообразность применений рукавных фильтров на сажевых заводах неоднократно ставилась под сомнение.
На основе всесторонних исследований и практического опыта было установлено, что предельной удельной газовой нагрузкой для используемых на сажевых заводах фильтров, оснащенных стеклотканью, является 0,3 м3/(м 2мин), оптимальной - 0,27 м3 /(м 2мин).
В настоящее время очистка газов с применением рукавных фильтров на сажевых заводах не вызывает сомнений и признана оптимальной схемой. Срок службы стеклоткани в сажевых фильтрах - два года, пылевые выбросы, как правило, не превышают 0,01 г/м3.
Следует отметить, что во всем мире, в том числе и в России, наблюдается широкое внедрение рукавных фильтров в различные отрасли промышленности. При проектировании систем газоочистки с применением рукавных фильтров очень часто с целью получения высокого экономического эффекта закладываются большие удельные нагрузки на фильтровальный материал без учета специфики пыли, газа, условий эксплуатации, конструктивных особенностей фильтра и других факторов. Следствием этого, как правило, бывает неработоспособность фильтров.
Большое разнообразие факторов, влияющих на выбор оптимальной скорости фильтрации, не позволило до сих пор создать достаточно надежный способ расчета удельной нагрузки на фильтровальный материал. Все предложенные способы являются приблизительными и не дают достаточно надежных результатов.
При внедрении рукавных фильтров для работы в новых, неизученных условиях эксплуатации или новых конструкций фильтров с неизученными параметрами работы целесообразно задавать небольшие удельные нагрузки. Резерв производительности фильтров всегда может быть использован при модернизации предприятий, при увеличении их мощности.