غبارگیر های صنعتی ( فیلتراسیون بگ فیلتر )
یکی از قدیمی ترین، ساده ترین و موثرترین روش های حذف ذرات معلق از جریان هوا استفاده از فرآیند فیلتراسیون و فیلترخانه (baghouse) میباشد. فیلترخانه یا بگ هاوس به دسته ای از وسایل کنترل آلودگی هوا اطلاق میگردد که از فیلتر و فرآیند فیلتراسیون جهت پالایش هوا استفاده می نماید.
گاه در متون علمی از واژه Fabric Filter نیز برای این دسته از وسایل پالایش هوا استفاده میگردد که تفاوتی با واژه فیلترخانه نداشته و تنها جهت تمایز قائل شدن آنها با فرایند فیلتراسیون آب استفاده میگردد. فیلترخانه ها در صورت طراحی صحیح قادر به دستیابی به راندمان بالا در حذف ذراتی به ریزی ۰.۰۱ میکرومتر میباشند. و میتوانند قسمت عمده ای از ذرات زیر ۰.۰۱ میکرومتر را نیز از جریان گاز جدا نمایند. فیلترخانه ها امروزه در صنایع مختلف از قبیل صنایع فولاد، سیمان، دارویی، شیمیایی، فلزی و تاسیساتی از قبیل زباله سوزها و بویلرها به کار میروند. یکی از اصلی ترین علل استفاده وسیع از این وسایل آن است که راندمان آن ها جهت جمع آوری تمام ابعاد ذرات بالا میباشد.
رفتار ذرات معلق در هوا نیز همانند هر جسم فیزیکی دیگر تابع قوانین فیزیکی خاصی است که نسبتا قابل پیش بینی می باشند. بخش عمده ای از ذرات معلق تولیدی از منابع صنعتی معمولا برای مدتی در جریان گازی شناور مانده و در هوا حرکت می نمایند. اگر در مسیر حرکت این ذرات در هوا مانعی قرار گیرد بسته به ابعاد ذره، سرعت برخورد و پارامترهای دیگر آن ها در طی مسیر عبور خود به آن مانع برخورد نموده و ممکن است توسط مانع مذکور به دام بیفتند. فرایند فوق همان اصلی است که فیلترها بر اساس آن طراحی می شوند و وظیفه خود را انجام می دهند.
اما فیلترها همان گونه که از نامشان نیز معلوم است، تماما صلب و مانع نبوده بلکه دارای حفره های ریز و در واقع تخلخل می باشند که به پاره ای از مولکول ها اجازه میدهند تا از آنها عبور نمایند. این مولکول ها یک جریان پیوسته را دور الیاف فیلتر ایجاد می نمایند. مولکول های گاز و ذزات ریز به راحتی می توانند توسط جریان گاز از میان این حفره ها عبور نمایند و دوباره وارد اتمسفر گردند. اما ذرات بزرگ به علت اینرسی بیشتری که دارند توانی برای عبور از فیلتر و ورود مجدد به اتمسفر ندارند و با برخورد به مانع که همان الیاف فیلتر می باشند به دام می افتند. به این مکانیسم در به دام انداختن ذرات در فیلترها، برخورد می گویند. ذرات کوچکتر در هنگام روبرو شدن با الیاف رفتاری متفاوت از خود نشان میدهند. این ذرات کوچکتر به علت اینرسی پایین تری که دارند با مالش از کنار مانع توسط آن به دام می افتند که به این مکانیسم برخورد مستقیم (Interception) گویند. نیروهای دیگر از قبیل گرانش و الکترواستاتیک نیز در مواردی بر روی راندمان به دام افتادن ذرات در فیلتر تاثیر می گذارند. بنابراین میتوان تنیجه گرفت که فیلتراسیون گزینه بسیار مناسبی برای به دام اندازی این دامنه ابعادی از ذرات است.
اجزاء فیلترخانه
فیلترخانه ها در انواع مختلف و با مکانیسم های مختلف عملکردی در صنایع مورد استفاده قرار میگیرند. اما تمام این طراحی ها معمولا ساختار کلی یکسانی داشته و به طور کلی از قطعات زیر ساخته شده اند.
- پارچه، کیسه و تکیه گاه
- وسیله تمیزسازی فیلتر
- بادبزن
- هاپرهای جمع کننده ذرات
- وسایل تخلیه هاپر
- بدنه فیلترخانه یا پوسته
فیلترخانه ها را میتوان بر اساس نوع پارچه مورد استفاده به دو نوع عمده فیلترخانه های مجهز به فیلتر دورانداختنی یا یکبار مصرف و یا فیلتر قابل بازیافت نیز تقسیم نمود. در نوع یک بار مصرف، فیلتر همانند فیلترهایی است که در سیستم های گرمایش یا تهویه مطبوع منازل استفاده میشود که میتوانند به هر دو صورت فیلترهای در هم تنیده یا فیلترهای عمقی بکار روند. این فیلترها راندمان بسیار بالایی داشته و جهت جمع آوری ذرات زیر ۱.۵ میکرومتر مناسب می باشند.
فیلترهای چندبار مصرفاز موادی مانند نایلون یا فایبرگلاس و سایر مواد درست شدهاند که معمولا جهت تمیزسازی جریان گازهای آلوده خروجی از فرایندهای صنعتی استفاده میشوند. در این فیلترها ذرات آلوده با عبور از فیلتر بر روی پارچه نشسته و پس از مدتی که افت فشار در اثر بار غباری به حد خاصی رسید توسط یکی از مکانیسم های تمیزسازی که در ادامه خواهد آمد تمیز شده و مجددا استفاده میگردند.
کاربردهای غبارگیر های صنعتی
فیلترخانه ها برای کاهش انتشار ذرات معلق در صنایع متعددی به کار میروند. از این وسایل بعضی اوقات جهت حذف ذزات از جریان های گاز خروجی تولید شده از فرایندهای صنعتی که هوای تمیز دوباره جهت کمک به نیازهای گرمایشی فضا باید به چرخه مجدد بیفتند نیز استفاده میشود. از فیلترهای پارچه ای در صنایع نیرو، زباله سوز، شیمیایی، فولاد، سیمان، غذایی، فلزی و… استفاده میشود. جدول زیر نمونه ای از معمول ترین صنایعی که در آن ها انواع فیلترخانه مورد استفاده میباشد را ارائه داده است.
تکانهای |
جریان هوای معکوس |
پالس جت |
الک کردن و خرد کردن مواد سنگی
صنایع فولادی معادن نساجی صنایع کار با چوب صنایع شیمیایی صنایع غذایی بویلرهای با سوخت ذغال |
کلینیک های سیمان
کلینیک های آهک کوره های الکتریکی فولاد تصفیه و برشته کردن کانی ها خشک کردن کربن سیاه سنگ ها کارخانه ذوب فلز بویلرهای سوخت فسیلی |
صنایع دارویی
صنایع غذایی صنایع کار با چوب بویلرهای با سوخت زغال فلزکاری صنایع ذوب فلز نساجی صنایع شیمیایی زباله سوزهای شهری |