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 0.01 میکرومتر می­باشند. و می­توانند قسمت عمده ای از ذرات زیر 0.01 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 1.5 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.

بگ فیلتر

بگ فیلتر

 

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