در تئوری فیلتراسیون با دو گروه ذرات مواجه هستیم. یک گروه از آنها، ذرات درشت که دارای وزن بیشتری بوده و سنگین تر هستند و گروه دیگر، ذرات ریزتری که دارای وزن کمتری بوده و سبک تر هستند. با این توضیح جریان هوای توأم با غبار ورودی را مورد بررسی قرار می دهیم.

در ابتدا بعد از ورود هوای توأم با غبار به داخل فیلتر بنا به فیزیک بدنه سرعت هوا کاهش یافته و در حین این کاهش سرعت، ذرات سنگین به دورن هاپر سقوط می کنند (درصد کمی از ذرات به این صورت غبارگیری می شوند) سپس سایر ذرات به سطوح کیسه ها برخورد کرده و می چسبند. در شروع که سطوح کیسه ها عاری از هر گونه غبار هستند، ذرات غبار به الیاف کیسهxad ها چسبیده و به تدریج و به مرور زمان و جمع شدن ذرات بر روی هم، توده ای از غبار تشکیل می شود که ایجاد کیک غبار می نماید. کیک غبار یکی از عوامل تأثیر گذار و مهم بر راندمان جذب ذرات می باشد خصوصاً در مورد فیلترهایی که در آن از پارچه های بافته شده استفاده شده است.

پس در یک سیستم فیلتر فابریک جریان گاز مملو از ذرات، از خلال یک سری رشته بافته شده عبور می نمایند، سپس ذرات در این رشته ها باقی می مانند و گاز بدون ذره عبور می کنند. ذرات کوچک در ابتدا در اثر برخورد مستقیم، اثر اینرسیف نفوذ، جاذبه الکترواستاتیکی و ته نشینی گرانشی، در رشته ها باقی می مانند. پس از تشکیل یک توده غبار بر روی رشته ها دستیابی به بازده بیشتر در جمع آوری ذرات کوچکتر از میکرون (بیشتر از 99% ) از طریق غربال کردن امکان پذیر می گردد.

کیسه فیلترهای که معمولاً دوکی و یا لوله ای شکل اند برای جداسازی ذراتی که اندازه آنها تا 5/0 میکرون می رسد، مؤثراند و قادرند مقادیر قابل ملاحظه ای از ذرات به کوچکی 1/0 میکرون را نیز در خود نگه دارند. فیلترهای کیسه ای که از ارتفاعشان از 1.8 تا 9 متر است می توانند در آرایش فیلتری به کار روند لبه های بالایی مسدود شده و لبه های پایینی به جریان ورودی اتصال می یابند. آرایش فیلتر کیسه ای می توانند به قدر کوچک باشد که به سهولت در درون یک اتاق معمولی جای گیرد و یا به قدری بزرگ باشد که به ساختمانهای صنعتی متعدد نیاز افتد. به عنوان مثال یک آرایش فیلتر کیسهxadای که می تواند 6 تن در ساعت دود غلیظ و غبار از یک کارخانه ذوب آهن مربوط به اتومبیل سازی را جدا سازد از 16 قسمت که هر کدام دارای 4000 کیسهxadاند و دارای قطر 19.4 سانتی متر و ارتفاع 6.9 متر می باشند. تشکیل یافته است با تجمع ذرات در سطوح داخلی کیسه افت فشار افزایش می یابد. پیش از آنکه افت بسیار بحرانی شود، باید لایه های ذرات تشکیل شده بر روی سطوح داخلی کیسه ها را تخلیه کرد. فیلترهای رشته را می توان به صورت ناپیوسته، متناوب با پیوست تخلیه کرد. از آن جا که تخلیه کردن ناپیوسته به معنی تعطیل واحد صنعتی برای جلوگیری از نشت گازهای تصفیه شده در اتمسفر است، بدین جهت از این روش به ندرت استفاده می شود. در تمیز کردن متناوب قسمتهایی از تجهیزات فیلتر از کار افتاده و در فاصله های کوتاه زمانی تمیز می شود، در حالی که سایر قسمتها به کار خود ادامه می دهند. در عملیات پیوست و خودکارتمیز کردن فیلترها، به صورت تمیز کردن برخی از اجزای فیلتر در همه زمانها ادامه می یابد. در هر یک از این روشه ها یک تکان دهنده مکانیکی، جریان معکوس هوا یا جت های ضربه ای برای جداسازی لایه ها غبار مورد استفاده قرار می گیرند.

در فیلترهایی که به طور پیوسته تمیز می شوند، در هر زمان جتxadها جریان هوای معکوس یا حلقه متحرک تنها لایه کوچکی از غبار را از خود برجای می گذارند. اگر چه این امر سبب کاهش بازده جمع آوری می شود، اما کاهش انرژی سبب افزایش سرعت فیلتر و کاهش اندازه لازم فیلترهای کیسه ای می گردد.

در استفاده از فیلترهای رشته مشکلاتی وجود دارد. این مشکلات عبارتند از احتمال انفجار یا آتش سوزی در صورتی که در ناحیه داخل فیلتر کیسهxadای، جایی که مواد فیلتر میxadشوند، جرقه به وجود آید. محدودیتهای فضا که استفاده از تجهیزات فیلترهای کیسه ای به قدر کافی بزرگ را برای تصفیه جریانهای زیاد از گاز غیر ممکن می رساند. همواره احتمال اندکی برای بروز پارگی و یا سایر آثار نامطلوب در نتیجه افزایش زیاد دما در محیط رشته ها با حضور رطوبت، اسید یا قلیا در جریان گاز تصفیه شوند، وجود دارد، انتخاب درست رشته ها می تواند این قبیل مشکلات را به حداقل برساند. طراحی فیلترهای رشته ای براساس سرعت فیلتراسیون یا نسبت هوا به لایه فیلتر انجام می یابد. سرعتهای فیلتراسیون از 5/0 تا m/s 5 (متر مکعب هوا بر تصفیه در متر مربع لایه فیلتر) میxadباشد.

فیلترهای رشته ای (کیسه ای) دارای کاربردهای فراوانی هستند. این فیلترها برای دامنه وسیعی ذرات دارای بازده جمع آوری زیاداند؛ به علاوه، انعطاف بسیار زیاد در طراحی، توانایی، کارگیری حجم های زیادی از گازها با سرعتهای نسبتاً بالا، افت فشارها و مصرف توان مناسب توانایی به کارگیری تعداد متنوعی از مواد جامد دارند. این قبیل فیلترها در بسیاری از عملیات بزرگ نظیر کورهxadهای سیمان، ذوب آهن، کوره های فولاد و کارخانه های غلات به وجود خاصی مؤثرند.

اصول اصلی و عملکرد فیلترهای پالس جت

این فیلترها جهت عملکردهای پیوسته و زمان کارکرد طولانی با داشتن کمترین هزینه نگهداری طراحی و سایز بندی می شوند.

فیلترهای پالس جت شامل ردیف های از فیلترهای کیسه ای است که از صفحات مشبکی که در دو ناحیه که گاز عاری از غبار و گاز همراه غبار را از هم جدا می کند آویزان می گردند. هر بگ دارای یک سبد سیمی داخلی است که به عنوان ساپورت بگ استفاده شده و از هر گونه آسیب رسیدن به بگ ها جلوگیری می نماید. جریان توأم با غبار از منیفولد ورودی به فیلتر عبور کرده و وارد فیلتر می گردد. غبار بر روی سطح خارجی بگ ها نشسته و گاز تمیز عاری از غبار از داخل آنها به قسمت بالایی فیلتر رفته و از آنجا از طریق داکت خروجی و دودکش خارج می شود. این غبارها از سطح خارجی بگ ها توسط پالسxadهایی از هوای فشرده برداشته می شوند.

فرمان تمیز کردن بگ ها زمانی صادر می شود که اخلاف فشار قسمت داخلی و بیرونی بگ ها به میزان پیش تعریف شده برسد. (این اختلاف فشار از مقاومت ناشی از انباشت غبار در سطح خارجی بگ ها حاصل می شود). در طول تمیز کردن بگ ها غبارها در داخل هاپرها ریخته شده و توسط سیستم دیسشارژ خارج می گردند.

موقعی که فیلتر بگ ها را تمیز می نماید، جهت جریان گاز در فضای داخلی فیلتر مهم می شود. در این نوع فیلترها (fabriclean) جهت حرکت جریان گاز عموماً از بالا به پایین در راستای بگ ها می باشد. گاز توأم با غبار از طریق داکت ورودی به فیلتر و از آنجا از میان دمپرهای ورودی به داخل هر یک از بخش های مجزایی که خود شامل تعداد زیادی از کیسه هاست، وارد می شود. نقطه ورود گاز در هاپر طوری طراحی شده که ریزش غبار را در داخل هاپر تسهیل بخشد چون سرعت گاز در آن نقطه کاهش خواهد یافت. بنابراین مقدار زیادی از غبار مستقیماً درون هاپرخواهد افتاد، اما گاز با مقدار باقی مانده بین بگ ها حرکت خواهند نمود. سرعت گاز با انتخاب مناسب ابعاد (طول بگ و گام یا فواصل بگ ها از یکدیگر) در یک سطح قابل قبول نگاه داشته می شود.

در سیستم تمیز کردن با روش پالس جت درون محفظه ای که حاوی هوای تمیز می باشد یک سری لوله هایی در ردیف های موازی در داخل تاپ باکس تعبیه شده که به منظور تمیز کردن بگ ها در نظر گرفته شده اند.

هر لوله پاک کننده دارای یک سری نازل هایی است با سوراخ های کوچک که به صورت هم محور با ونتوری هر سبد یا بگ مونتاژ گردیده اند. یک مانیفولد هوایی فشرده که به صورت خارجی در موقعیت بالایی فیلتر قرار می گیرد، به لوله های پاک کننده متصل می گردند.

لوله های پاک کننده به روش سادهxadای با مانیفولد خارجی هوا متصل می گردند. این لوله ها از یک سمت باز توسط سوکت هایی به مانیفولد هوا وصل شده و از سمت بسته شان روی ساپورتی که توسط کلمپ هایی فیکس می شوند قرار می گیرند.

اجازه ورود و یا عدم ورود هوای فشرده به داخل لوله های پاک کننده از طریق شیرهای دیافراگمی امکان پذیر می باشند. هر یک از این شیرهای دیافراگمی توسط یک سولوئید موجود در سولوئید باکس، تحریک شده و توسط سیستم کنترل، وارد عمل می شوند.

عملکرد و نرخ مصرف هوای فشرده در طول عمل پالسینگ و مکث های بین آنها بهینه شده و بدین وسیله نرخ مصرف انرژی را نیز بهینه می نماید. سیکل تمیز کردن بگ ها به طور اولیه یا فابریک روی سیستم کنترلر فیلتر تنظیم شده براساس دریافت یک سینگنال ارسالی از دیفرنشیال پرژر ترانسمیتر، انجام می شود.

دیفرنشیال پرژر ترانسمیتر دارای دو مجرای ورودی فشار میxadباشد که یکی از آن دو از داکت ورودی و دیگر از داکت خروجی فیلتر سیگنال فشار دریافت میxadنمایند. دیفرنشیال پرژر ترانسمیتر اختلاف فشار بین دو قسمت ورودی فیلتر (هوای کثیف و قسمت خروجی هوای غبارگیری شده (تمیز) را اندازهxadگیری و نمایش میxadدهد. زمانی که میانگین افت فشار به مقدار 150 میلمتر آب (mm WG) برسد، سیکل تمیز کاری شروع به کار کرده و تا زمانی که فشار کاهش پیدا کند ادامه پیدا خواهد کرد و در لحظه رسیدن به حد ست پوینت پایین یعنی فشار mmWG 130 سیکل تمیز کاری قطع و منتظر افزایش فشار مجدد و متعاقب آن تکرار سیکل فوق خواهد بود.

بعد از صدور فرمان از کنترلر فیلتر، سولونوئید شیر تحریک شده و متعاقب آن شیرهای دیافراگمی متصل به آنها باز میxadشوند، در نتیجه اجازه ورود یک پالس هوایی فشرده را به جت تیوبxadها میxadدهند. این هوای جریان یافته در داخل لوله xadهای پاک کننده از میان سوراخxadهایی که در زیر لولهxad ها قرار دارند عبور کرده و وارد یک ردیف از بگxad هاوس ها شده و آنها را تمیز میxadنماید. هوای فشرده تزریق شده در بگ xadها سبب میxadشود که بگxad ها به شدت از سبدها دور شوند. بگxad های پارچهxadای دارای یک نقطه حدی هستند که میxadتوانند انبساط پیدا کنند و موقعی که به این نقطه میxadرسند سرعت اکسپند شدن بگxad ها به شدت کاهش میxadیابد اما غبار جمع شده روی سطح خارجی بگ xadها دارای این محدودیت نیستند و همچنان با شدت از روی سطح پارچه xadها جدا میxadشوند.

منبع هوای فشرده خشک و تمیز باید برای تک تک منیفولدهای هوا در نظر گرفته شود تعداد دقیق منیفولدهای هوای فشرده شده در مرحله قرار دارد و طراحی توافق میxadشود. هوای فشرده مورد نیاز جهت فیلترها و دمپرها به طور نرمال میxadبایستی از داخل کمپرسورها، درایرها (تبرید یا جذب)، فیلترهای روغن و رزرورهای هوا جهت خشک شدن هوا و oil free شدن آن عبور نموده تا آسیبی به سیستم وارد نسازند.

تاپ باکس فیلتر:

تاپ باکس فیلتر محفظه ای است که در آن هوای تمیز وجود دارد و در بالای کیسینگ فیلتر قرار می گیرد. در قسمت کف این محفظه صفحه مشبکی در نظر گرفته شده که کیسه ها از آنها آویزان می گردند و به آن صفحات تیوب شیت گفته می شود. مجموعه تیوب شیت و کیسه ها محفظه داخلی تاپ باکس را از کیسینگ جدا نموده و به دو قسمت تقسیم بندی می نماید. قسمت زیر تیوب شیت که مربوط به قسمت گاز توأم با غبار (گاز کثیف) و قسمت بالای تیوب شیت شامل گاز عاری از غبار می باشد. (گاز تمیز)

قسمت زیرین شامل ردیفxadهای زیادی از کیسه هایی است که در فواصل مساوی از یکدیگر قرار گرفته اند. ناحیه بالای تیوپ شیت شامل لوله های پاک کننده جهت تمیز کردن کیسه ها می باشند. همچنین روی سقف تاپ باکس دریچه های مجزایی جهت ورود افراد به داخل محفظه تاپ باکس در نظر گرفته شده اند که با نوارهای آب بندی سیل شده اند و همچنین قلاب هایی جهت بلند کردن و کلمپ هایی که در بالای تاپ باکس جهت دسترسی به بگ های فیلتر تعبیه شده اند.

کیسینگ فیلتر تشکیل شده از ورق فولادی نرم با ضخامت 5 میلیمتر که بر روی آن استیفنرهایی از نبشی ساخته شده است و به فواصل مشخص از یکدیگر قرار داشته که در مقابل فشار گاز، نیروهای باد و زلزله مقاومت می نمایند.

بگ ها و سبدهای فیلتر:

هر کیسه دارای یک رینگ فولادی ضد زنگ می باشد که به قسمت بالای آن دوخته شده است و زمانی که در موقعیت خود در تیوب شیت ها فیت می شوند ایجاد یک نشت بند مطمئن می نمایند.به منظور فیکس شدن کیسه های پارچه ای در جای خود توسط یک سری سبدهایی به صورت وایر فریم از جنس مفتول های فولادی در نظر گرفته شده که این سبدها به گونه ای طراحی می شوند که ضمن مهار کردن کیسه ها در جای خود بگ ها را به صورت عمود صاف نگه داشته و از خم خوردگی و سایش در هنگام تمیز کاری جلوگیری به عمل آورد.

هوای خروجی آلوده را غبارگیری نماید hr/³m 90 یک متر مربع از یک کیسه قادر است.

عوامل زیر در کاربرد بگ فیلترها نقش اساسی بازی می کند:

• جنس کیسه های مورد استفاده
• منطقه غبارزدائی
• ساختار و شکل کیسهxadها
• نوع سیستم غبارتکانی از کیسهxadها. این نوع از فیلترها به صورت گسترده در قسمتxadهای مختلف صنایع سیمان مورد استفاده قرار می گیرد.

فیلتر جت پالس عمدتاً دارای شش بخش اصلی است این بخش ها عبارتند از:

• داکت ورودی و محفظه ورودی گاز حامل غبار با فیلتر
• کیسه های الیافی فیلتر
• صفحه مشبک (نگهدارنده کیسه ها و قفسه ها)
• شیرهای پالس
• لوله دمنده به کیسه ها (لوله نازل های جت پالس)
• محفظه و داکت خروجی گازهای تصفیه شده

وظیفه بخش ورودی، کاهش سرعت گاز است و به ذرات درشت مجال سقوط آزاد به هاپرهای زیر فیلتر را می دهد و باعث توزیع یکنواخت گاز حامل ذرات ریز غبار بین کیسه ها می شود. توزیع گاز باعث می شود که جریان گاز روی کیسه ها، سایش بیش از حد ایجاد نکند. زمانی که ضخامت غبار جمع شده بر روی کیسه ها به حدی برسد که مانع عبور جریان گردد (افت فشار) پروسه تمیز کردن کیسه ها آغاز می شود. این اختلاف فشار از مقاومت ناشی از انباشت غبار در سطح خارجی کیسه ها حاصل می شود.

کنترل اختلاف فشار:

سوییچ اخلاف فشار قادر است مقاومت در مقابل جریان عبوری از داخل بگ ها را مونیتور کند و در صورت نیاز سوییچ جهت یک سیکل تمیز کردن را استارت نماید. یک میکروپروسسور شیرها را کنترل کرده و همچنین توالی عمکلرد صحیح یک سیکل تمیز کردن را مونیتور میxadکند. اختلاف فشار سنجیده شده و بدین صورت شروع به کار می نماید که بر اثر عبور هوای همراه با غبار گرد و غبار روی سطح خارجی کیسهxadها نشسته و این عمل تا زمانی ادامه خواهد داشت که اختلاف فشار داخل و بیرون کیسه ها به حد تعریف شده DPI برسد. در همین زمان سیستم تمیز کردن کیسهxadها استارت شده و بگ xadها تمیز می شوند. این فرایند تا زمانی ادامه خواهد داشت که این اختلاف فشار کاهش یافته باشد.

سیستم تشخیص پارگی کیسهxad ها:

این سیستم دارای سنسوری است که در خروجی هر قسمت قرار داده شده است که مجهز به یک نمایشگر غبار می باشد. این سنسور بدین صورت عمل می کند که به محض تشخیص غباری که از کیسه پاره به قسمت هوای تمیز نفوذ کرده ایجاد یک آلارم می کند.

مهمترین مزایای استفاده از فیلترهای جت پالس عبارتند از:

بازده کاربری بالا

هزینه های کاربری پایین

مقاومت در برابر گازهای قابل اشتعال، ذرات غبار قابل انفجار و ....

کاربری آسان

دوام و ماندگاری زیاد کیسه ها

مهمترین مزیت فیلتر کیسه ای در این نکته است که راندمان غبارگیری و میزان غبار خروجی آن با تغییر دما، رطوبت و حجم گاز و نیز قطع جریان برق تغییر محسوسی ندارد.

• فیلترهای جت پالس دارای معایبی به قرار زیر می باشند:

مقاومت بالا در برابر جریان گاز (2000 تا 3000 پاسکال)

بازدهی کم در مقابل گازهای مرطوب

محدودیت درجه حرارت

کاربری مناسب و بازدهی بالای یک فیلترها به انتخاب درست فیلتر و رعایت اصول صحیح نصب، تجهیز و استفاده از آن بستگی دارد.

• عملکرد ضعیف فیلترها معمولاً ناشی از عوامل زیر می باشد:

نصب نادرست تجهیزات

انتخاب نادرست فیلتر

جنس نامناسب کیسه ها

رطوبت بالای گاز ورودی

عامل مهمی که بایستی در هنگام تعیین ناحیه غبارزدائی در نظر گرفته شود تعیین سرعت مناسب عملیات غبارگیری است با توجه به مزایای بگ فیلترهای جت پالس استفاده از آنها در قسمت های مختلف فرآیند تولید سیمان رو به افزایش می باشد

-2-3 انتخاب کیسه

کیسه ها از جنس های مختلفی ساخته می شوند و در زمان انتخاب کیسه بایستی موارد زیر را مد نظر قرارداد:

• دمای گاز
• میزان رطوبت غبار
• ماهیت الکتریکی ذرات غبار
• میزان خوردندگی و سایندگی ذرات غبار
• مقاومت اسیدی و قلیایی پارچه
• توانایی پارچه برای رهایی از لایه غبار
• توانایی پارچه در گذردهی هوا
• سایز ذرات غبار
• قیمت کیسه
• مشخصه های فرایندی گاز

پارچه مورد استفاده از غبارگیری گازهای خروجی کوره مواد خام معمولاً از جنس Fiber glass با پوشش از جنس PTEF می باشد تا تحمل دمای حدود 260 درجه سانتیگراد را داشته باشد. گرچه کاهش دما به 260 درجه برای قابل تحمل شدن برای پارچه کفایت می کند، لیکن کاهش دما باعث دبی حجمی گاز و در نتیجه کاهش سطح پارچه مورد نیاز می گردد. به این جهت در فیلترهای کیسه ای نیز دما در محدوده 150 تا 200 درجه سانتیگراد تنظیم می گردد.

ونتوری با شکل مخروطی خود، بالای کیسه فیلترهای Pulse Jet قرار گرفته و باعث تمرکز جت هوای پر فشار می شود.

در طراحی غبارگیرهای پارچه ای علاوه بر شرایط گاز ورودی، موارد زیر نیز بایستی مد نظر قرار گیرنده افت فشار، سرعت عمودی گاز بین کیسه ها، نسبت هوا به سطح پارچه

افت فشار یکی از پارامترهای بسیار مهم در طراحی فیلترهای پارچه ای است. این پارامتر معرف مقاومت پارچه فیلتر در برابر عبور جریان گاز می باشد. افت فشار بیشتر، نمایانگر مقاومت بیشتر پارچه در برابر گاز است. افت فشار با واحدهای میلی بار، میلیمتر جیوه و یا میلیمتر اب سنجیده می شود.

جهت اندازه گیری افت فشار در فیلترهای پارچه ای، از اندازه گیری فشار کلی در دو نقطه که معمولاً ورودی و خروجی فیلتر می باشد، بهره می جویند.

سرعت غبارگیری: نسبت هوا به سطح پارچه

دو واژه سرعت غبارگیری و نسبت هوا به پارچه قابل استفاده به جای یکدیگرند. نسبت هوا به پارچه، با نسبت هوای وارد شده به فیلتر با واحد متر مکعب بر دقیقه، به سطح فیلتراسیون با واحد متر مربع تعریف می شود.

واحدهایی که A/C (air to cloud ratio) با آن سنجیده می شوند عبارتند از : m/min , cm/s

بالاتر بودن این نسبت، به معنای حجم بالاتری از هوا یا گاز است که از سطح پارچه فیلتر عبور می کند.

معمولً m/min1.5 m/min

سرعت عمودی گاز بین کیسه ها

به سرعت عمودی گاز بین کیسه های فیلتر در یک فیلتر کیسه ای Can Velocity گفته می شود. واحد اندازه گیری این سرکت m/min بوده و از دیگر واحدهای مصطلح می توان به ft/min و Can Velocity برابر است با نسبت هوای وارد شده به فیلتر، به سطح tube sheet (صفحه ای که کیسه ها از آن رد می شوند.)

در فیلترهایی که از روش Online استفاده می نمایند ذرات غبار جدا شده از سطح کیسه ها در طول عملیات تمیز کاری بایستی تحت تأثیر نیروی وزن خود در محیط فیلتر به سمت پایین حرکت کنند. چنانچه سرعت رو به بالای گاز ورودی از سرعت رو به پایین سقوط این ذرات تجاوز کند، ذرات مجدداً به سطح کیک غبار بازگشته و عملکرد فیلتر را تحت الشعاع قرار می دهد.

برای فیلتر این مقدار نباید از m/s 1.5 تجاوز کند

بگ فیلتر با سیستم تکاننده

گفته شد که در صنعت سیمان یکی از مباحث حائز اهمیت با توجه به مسائل زیست محیطی رایج، مبحث فیلتراسیون هوا میxadباشد که عبارت است از جداسازی ذرات معلق در هوای خروجی از سیستمxadهای متعدد تولیدی. از جمله سیستم غبارگیری می توان به موارد زیر اشاره کرد.

• ونتوری
• سیکلونی
• مولتی سیکلونی
• بگ فیلتر مکش معکوس
• بگ فیلترهای لرزشی
• جت فیلتر
• الکتروفیلتر
• هیبرید فیلتر
• بگ هاوس و ....

در صنعت سیمان با توجه به محل مورد نظر جهت غبارگیری و شرایط کاری و میزان غبار معلق در هوا و نیز تکنولوژی روز و همچنین محدودیتxadهای زیست محیطی از یک یا ترکیبی از سیستم های مورد نیاز ذکر شده استفاده می کنند.
با توجه به قدیمی بودن سیستم فیلتراسیون، بعد از مدتی کارکرد، کیک سنگینی از سیمان داخل کیسهxadها تشکیل می شود که با افزایش فشار داخل سیستم مجبور به تکاندن دستی کسیه ها می شودیم و بالطبع مقداری از کلوخه های ایجاد شده در مارپیچ زیر فیلتر و کانال های انتقال ریخته و موجب گرفتگی و توقف سیستم می گردد. همچنین وجود کیک های سنگین سیمان داخل کیسه ها موجب استهلاک سریع کیسه ها شده و پارگی سریعبه عنوان مثال در کارخانه سیمان اصفهان با توجه به قدیمی بودن آن از تعداد متعددی (حدود 17 دستگاه) بگ فیلتر با سیستم تکاننده لرزشی استفاده می شود. از جمله موارد کاربرد این فیلترها در آسیاب های سیمان شماره یک تا پنج در آن کارخانه می باشد که ظرفیت این آسیاب ها به ترتیب 11، 21، 22، 21 و 37 تن در ساعت است. یکی از مشکلات متعدد در بهرهxadبرداری از این آسیاب ها مبحث مکش از آسیاب و فیلتراسیون هوای خروجی از آن است.

با توجه به قدیمی بودن سیستم فیلتراسیون، بعد از مدتی کارکرد، کیک سنگینی از سیمان داخل کیسهxadها تشکیل می شود که با افزایش فشار داخل سیستم مجبور به تکاندن دستی کسیه ها می شودیم و بالطبع مقداری از کلوخه های ایجاد شده در مارپیچ زیر فیلتر و کانال های انتقال ریخته و موجب گرفتگی و توقف سیستم می گردد. همچنین وجود کیک های سنگین سیمان داخل کیسه ها موجب استهلاک سریع کیسه ها شده و پارگی سریع کیسه ها را به دنبال دارد.

از مشکلات عمده بگ فیلترهای مکانیکی تعویض کیسه های آنها می باشد. هوای غبارآلوده از داخل کیسه ها عبور کرده و هوای تصفیه شده از دیواره بیرونی خارج می شود. در این بگ فیلترها همانند سیستم بگ هاوس های جدید عمل می شود به این معنی که سیستم فیلتر به اتاقچه های متعدد تقسیم شده و هر اتاقچه دارای دریچه مکش بسته شده تا گردهای تکانده شده از کیسه های هر اتاقچه مستقیماً پایین بریزد و سپس مجدداً دریچه باز شده و مکش از اتاقچه صورت می گیرد.

با توجه به مسائل و پارامترهای ذکر شده و تجربیات بعمل آمده از ساخت جت فیلترهای متعدد در کارخانه بهتر آن دیده شده است که فیلترهای سه دستگاه از آسیاب های سیمان مشمول بر 3و 4 و 5 را از سیستم تکاننده لرزشی به جت پالس تبدیل شوند. بعد از انجام مطالعات اولیه از سیستم های موجود و بررسی نقشه های آن تصمیم گرفته شد بدون تغییر در کلیات فیلترها و بدنه آنها، با اضافه کردن یک قسمت به عنوان اتاقچه هوای تمیز به فیلتر، سیستم جت پالس روی آن پیاده شود.

در طراحی و محاسبات سعی شده که از قطعات و لوازم مصرفی موجود در کارخانه که برای جت فیلترهای دیگر مورد نیاز است. استفاده شود تا از تعدد قطعات مصرفی، سفارشات و انبارداری جلوگیری شود. بعد از انجام محاسبات و تهیه نقشهxadهای ساخت، موضوع تغییر سیستم در دستور کار کارگاه کارخانه قرار میxadگیرد که بعد از تأمین قطعات و اقلام مورد نیاز و ساخت تجهیزات مطابق نقشه در گام اول طی یک توقف برنامهxadریزی شده جهت تعمیرات اساسی ظرف مدت مورد نیاز کوتاهی عملیات انجام میxadشود.

• برداشتن قسمتی از سقف فوقانی جت فیلتر
• مونتاژ سیستم تکاننده و کیسهxadهای موجود
• برداشتن سقف فیلتر موجود
• استقرار اتاقچه هوای تمیز در محل خود و تنظیم و جوشکاری آن
• انتقال لوله ها و دریچه های مکش هوا به بالا و نصب آن روی اتاقچه هوای تمیز
• نصب کیسه ها و سبدهای فیلتر جدید
• اجرای و پیاده سازی تأسیسات هوای فشرده جهت جهت پالس ها
• اجرای و پیاده سازی تأسیسات برق و نصب PLC مربوطه جهت تنظیم زمان پالسxadهای و کنترل دریچهxadهای مکش
• اتصال لوله مکش هوا به فن مربوطه

در تغییرات یاد شده از همان دریچهxadهای حذف مکش از فیلتر به هنگام زدن پالس مجدداً استفاده شده که همین مسأله موجب نظافت بهتر کیسهxadها و افزایش مکش از آسیاب میxadگردیده است.

مزایای اجرای این طرح:

• صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی
• افزایش مکش از آسیاب
• افزایش ظرفیت نامی آسیاب
• حذف توقفات ناشی از افزایش درجه حرارت سیمان خروجی
• افزایش کیفیت سیمان خروجی
• افزایش عمر کیسه های فیلتر
• آسان و سرعت در تعویض کیسه ها فیلتر
• کاهش آلودگی های محیطی و گرد و غبار خروجی از فیلتر

• امکان تزریق آب به مقدار محدود در آسیاب در صورت بالا رفتن درجه حرارت سیمان خروجی

قابل ذکر است که در طی این طرح حتی با توجه به فوائد حاصله از تغییرات به عمل آمده بر روی فیلتر آسیاب سیمان 3 و هزینه های ناچیز متحمل شده مدیریت تصمیم به عملی کردن نقشه های تهیه شده برای اجرای تغییرات روی فیلتر آسیاب های سیمان 4 و 5 گرفت.

بعد از راه اندازی و نرمال شدن وضعیت آسیاب های سیمان مشروحه شده در مقایسه با سنوات گذشته ساعت توقفات ناشی از افزایش درجه حرارت سیمان به صفر رسید ه است که همین موضوع باعث افزایش بهرهxadوری و راندمان آسیاب ها و همچین افزایش ظرفیت نامی آنها تا ده درصد شده است. همچنین توفقات ناشی از گرفتگی مسیر که به علت تشکیل کلوخه ایجاد می شده است حذف گردیده. شایان ذکر است بعد از انجام محاسبات مشخص شد کل هزینه انجام این طرح بعد از گذشت کمتر از شش ماه به شرکت مذکور بازگشته است.

بگ هاوس (Bag House)

یکی دیگر از سیستم های غبارگیر، فیلرهای بگ هاوس می باشند. در این نوع از فیلترها نیز از کیسه ها جهت عملیات غبارگیری استفاده می شود. در این سیستم جهت غبارتکانی از کیسه ها و روش های مختلفی وجود دارد که عبارتند از :

• روش تزریق پالس هوای فشرده در برخی دستگاه ها بر خلاف بگ فیلترها که اعمال پالس طبق برنامه زمین مشخصی انجام می گیرد، پالس هوا به صورت هوشمند و با در نظر گرفتن اختلاف فشار موجود در فیلتر اعمال می شود.
• تکان دادن فیزیکی کیسه ها توسط سیستم ها تکاننده مکانیکی جهت جدا شدن لایه (کیک) غباری که روی آنها نشسته است.
• سیستم هوای معکوس، در این روش به صورت مکانیکی با اعمال هوای فشرده لایه کیک غبار روی کیسه ها برش داده شده و از آنها جدا می گردد.

در بعضی از سیستم ها ترکیبی از سه روش فوق استفاده می شود.

این دستگاه اغلب بدلیل بازدهی بالایی که دارد انتخاب می گردد. متأسفانه در درجه حرارتهای بالا نیاز به کیسه های گرانقیمت می باشد که استفاده از این فیلترها را در صنایعی که گازهای خروجی درجه حرارت بالایی دارند محدود می سازد. به هر حال هر افزایشی در حجم گاز می تواند بطور چشمگیری نسبت C/A را افزایش دهد که متناسباً افت فشار بیشتر و کاهش بازدهی را بدنبال دارد.

برج خنک کن بدلیل کاهش دادن حجم گاز می تواند کارکرد بگ هاوس را بهبود بخشد زیرا با کاهش حجم هوا، C/A کاهش می یابد. این عمل مشابه اثر رطوبت در افزایش SCA در الکتروفیلتر است. افزایش رطوبت می توان همچنین قابلیت فیلتر شدن ذرات را بدلیل کاهش افت فشار و افزایش بازدهی بهبود بخشد. این مورد مخصوصاً در مورد غبار خاکستر که چسبنده نیست صادق است. خنک کردن گاز هم سبب کاهش درجه حرارت و هم حجم گاز می گردد که به ما این اجازه را می دهد تا کیسه های ارزانتری استفاده کنیم و ابعاد کوچکتری از فیلتر را داشته باشیم.

همانطور که افزایش SCA در الکتروفیلتر مفید است خنک کردن گازها با استفاده از تبخیر ذرات آب برای کارکرد بگ هاوس مفید می باشد. حجم گاز کم به معنای سرعت غبارگیری پایین تر می باشد. این سرعت همچنین به C/A معروف می باشد.

استفاده از برج خنک کن یک روش مؤثر برای کاهش افت فشار بوسیله کاهش نیروی اعمال شده به لایه غبار می باشد. کاهش بیشتر این نیروی اکنون با استفاده از تثبیت کننده های رطوبتی (برج خنک کن) امکان پذیر می باشد. عامل اصلی کاهش این نیرو افزایش تخلخل لایه است که بدلیل ذرات آب استفاده شده می باشد. این ذرات آب نیروهای پیوندی ذره با ذره را افزایش می دهند که اثر خوبی در بوجود آوردن شبکه توده باز دارند.

افت فشار با AC نسبت مستقیم دارد. برای فیلترهای RGB افت فشار سه برابر AC می باشد. بدین معنی که کاهش کم در AC اثر بزرگ و قابل توجهی در افت فشار دارد. کاهش AC بعلاوه کاهش نیروی کشش در لایه غبار بطور چشمگیری کاهش افت فشار را بدنبال دارد.

نکتهxadای در باب تفاوت سیستم های تمیز کننده offline و سیستم های تمیز کننده online:

سیستم های تکاننده به وسیله پالس جهت هوا به دو گروه تقسیم می شوند. اگر در حین عملیات تمیز کردن کیسه ها نخواهیم که جریان هوا ورودی قطع شود به عبارت دیگر اگر نخواهیم در حین تکاندن کیسه ها عملیات فیلتراسیون متوقف شود(online) در این حالت سیستم تانک هوای معکوس می بایستی که اختلاف فشاری بیش از میزان معمولی ایجاد کند. دلیل آن این است که برای تکاندن غبار روی کیسه ها هم باید بر هوایی که از پایین میxadآید غلبه نمود و هم عمل تکاندن معمول را به انجام رسانید. اما در بگ هاوس offline برای تکاندن کیسه ها ورودی جریان هوای کثیف را موقتاً قطع نماییم برای این کار نیاز داریم تا تجهیزاتی برای این قطع و وصل پی در پی جریان و باز و بسته کردن دریچه های مورد بحث نصب نماییم که علاوه بر اضافه شدن به هزینه ساخت و حمل و نقل و نصب خود عاملی خواهد بود تا وزن کل سازه نیز بالا رود. البته ناگفته نماند که فلسفه وجودی این دریچه ها و شیرهای مخصوص به نام popet valve خود به علت نیازی است که کارفرما اعلام می نماید. به عنوان مثال گازهای خروجی از کوره های سیمان بسیار سمی تر از غبارهای قسمت های دیگر است. پس برای فیلتراسیون دقیق تر و اصولی تر ما ناچار هستیم که هزینه های گزاف تر طراحی و ساخت و نگهداری در این نوع فیلتر را بپذیریم. قابل ذکر است که در سیستم تکاننده online چون بازده کمی داریم می بایستی جت هوای معکوس در بازه های زمانی کوتاه تری عمل کنند و این به این معنی است که در زمان تعداد بیشتری پالس زده می شود پس عمر تجهیزات و مخصوصاً عمر مفید کیسه ها به شدت کاهش می یابد.

لینک فیلم کارکرد بگ فیلتر در کانال آپارات شرکت طراحی و نقشه کشی سلطانی (کلیک کنید)