بگ فیلتر

1 2 3 4 5 (1 رای)
فیلتر کیسه‌ای (bag filter) عبارت است از محفظه ای شامل تعدادی کیسه با جنس پلی استر که با عبور گاز حاوی غبار از دریچه ورودی و حرکت به سمت خروجی فیلتر، غبار موجود روی سطح خارجی کیسه‌ها می‌نشیند. سپس در مقاطع زمانی معین با اعمال پالس هوا، غبار موجود بر کیسه تکانده شده و به هاپر زیرین فیلتر ریخته می‌شود. به این ترتیب غبار از گاز جدا می‌شود. یکی دیگر از تجهیزاتی که به صورت گسترده برای غبارزدایی هوا در صنایع سیمان استفاده می‌شود بگ فیلترها می‌باشند. این نوع از فیلترها دارای بازدهی غبارگیری بالا می‌باشند که با توجه به نوع غبار تا 99.9 درصد بازدهی دارند. عاملی که کاربرد آن را محدود می‌کند، دمای گاز ورودی به آن می‌باشد، با پیشرفت‌های جدید در تهیه الیاف کیسه ای دامنه استفاده از آن‌ها وسیع‌تر شده است.

با استفاده از مصنوعات نساجی جدید کیسه‌ها تحمل دمای بالاتر از 200 درجه سانتی گراد را دارند. عوامل زیر در بگ فیلترها نقش اساسی بازی می‌کنند:

جنس کیسه‌های مورد استفاده
منطقه غبار زدایی
ساختار و شکل کیسه ها
نوع سیستم غبار تکانی از کیسه ها
مورد آخری که موجب می‌شود، صنایع را به سمت استفاده از سیستم‌های غبارگیر مبتنی بر پالس هدایت نماید. در این نوع از بگ فیلترها با تزریق پالسی از هوای فشرده در مدت زمان کوتاهی غبارتکانی کیسه‌ها انجام می‌شود. این نوع از فیلترها به صورت گسترده در قسمت‌های مختلف صنایع سیمان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فیلترهای جت پالس عمدتا دارای شش بخش اصلی می‌باشند که عبارتند از:

داکت ورودی و محفظه ورودی گاز حامل غبار با فیلتر
کیسه‌های الیافی فیلتر
صفحه مشبک
شیرهای پالس
لوله‌های دمنده به کیسه ها
محفظه و داکت خروجی گازهای تصفیه شده
شرح فرایند عملکرد بگ فیلترها

گاز حامل غبار وارد فیلتر می‌شود و توسط بافل و به طرف قیف‌های خروج مواد برگردانده می‌شود. گاز غبار آلود به یکی از خانه‌های فیلتر وارد شده و ذرات غبار با قطر بزرگ‌تر پس از ورود تحت تاثیر نیروی وزن خود به طرف هاپر حرکت کرده و مابقی روی کیسه‌های فیلتر جمع می‌شوند. زمانی که ضخامت غبار جمع شده روی کیسه‌ها به حدی برسد که جریان به سختی عبور کند مرحله تمیز کردن کیسه‌ها آغاز می‌شود.

وظیفه بخش ورودی کاهش سرعت گاز است و به ذرات درشت مجال سقوط آزاد به هاپره‌های زیر فیلتر را می‌دهد و باعث توزیع یکنواخت گاز حامل ذرات ریز غبار بین کیسه‌ها می‌شود. توزیع گاز باعث می‌شودکه جریان گاز روی کیسه‌ها سایش بیش از حد ایجاد نکند.

گاز حامل غبار به طرف کیسه‌ها رفته و از آنجا وارد محفظه هوای تمیز کننده می‌شود و سپس توسط فن مکنده به دودکش ارسال می‌شود. در همان زمانیکه عمل فوق به طور مستمر انجام می‌شود، هوای پالس از طریق شیرهای پالس و نازل‌ها توسط تابلوی برنامه ریزی شده الکتریکی به طور دوره ای به داخل کیسه‌ها به طور لحظه ای دمیده می‌شود و باعث جدا شدن مواد از سطح خارجی کیسه‌ها می‌شود. مواد جدا شده وارد هارپر شده و از آنجا توسط سیستم‌های انتقال به بیرون فیلتر هدایت می‌شود.

هر ردیف از کیسه‌های فیلتر به وسیله یک لوله و نازل جداگانه که در قسمت بالای کیسه‌ها تعبیه شده، با استفاده از هوای فشرده تمیز می‌شود. برای این منظور مخزن‌های هوای فشرده تمیز می‌شود. برای این منظور مخزن‌های هوای فشرده با شیرهای دیافراگمی مکمل در انتهای هر نازل قرار گرفته است. این شیرهای دیافراگمی به وسیله شیرهای سلنوییدی که خود به وسیله کنترلر الکترونیکی به صورت تناوبی عمل می‌کنند، باز و بسته می‌شوند. هوای فشرده که از مخزن هوای فشرده خارج می‌شود، از طریق لوله‌های دمنده نازل و جت لوله ای انژکتوری که دقیقا در بالای کیسه‌ها تعبیه شده است، به داخل کیسه دمیده و هدایت می‌شود. بر اثر خاصیت انژکتوری، مقداری از هوای محفظه تمیز نیز به داخل کیسه‌ها مکیده می‌شود. با استفاده از این روش حتی کیسه هایی به طول شش متر نیز قابل تمیز شدن می‌باشند.

پالس هوای فشرده که باعث تمیز شدن کیسه‌ها می‌شود در مقایسه با چکش‌های ضربه زن الکترودها مثبت و منفی در الکترودها با توجه به حجم تجهیزات مربوط، از قبیل موتور گیربکس ها، آویزگاه ها، سندان‌های مثبت و منفی، استهلاکی نداشته و به تعمیرات و تنظیمات مکانیکی طاقت فرسا نیازی ندارد.

در استفاده از بگ فیلترها در غبارگیری گازهای حاصل از احتراق و پخت کلینر مساله مهمی که باید مد نظر قرار گیرد، میزان کیسه‌های فیلتر در برابر گازهایی با درجه حرارت بالا می‌باشد. با تغییرات تکنولوژی تولید کلینر استفاده از بگ فیلترها دستخوش تغییر قرار گرفته اند که آخرین آن‌ها پایین آوردن دمای گازهای خروجی به دمای کمتر از 200 درجه سانتی گراد می‌باشد. استفاده از بگ فیلترها باعث غبارزدایی گازها تا 10 میلی گرم بر مترمکعب می‌شود.

عامل مهمی که باید در هنگام تعیین ناحیه غبارزدایی در نظر گرفته شود، تعیین سرعت مناسب عملیات غبارگیری است که باید مورد توجه قرار گیرد. فیلترهای کیسه ای را بر حسب نوع روش cleaning تقسیم بندی می‌کنند. تمیز کردن کیسه‌ها به دو روش آنلاین و آفلاین انجام می‌شود، در حالت آنلاین محفظه مورد نظر از خط تولید خارج نشده و همچنان در مسیر گاز قرار دارد ولی در حالت آفلاین محفظه از خط تولید جدا و ایزوله می‌شود و پس از اتمام عملیات تمیز کاری مجددا به خط باز می‌شود. تمیز کردن کیسه‌ها به سه روش امکان پذیر است: روش هوای معکوس، روش جت هوا، روش مکانیکی.

در گذشته عموما از Mechanical Shaking و بعضا از Reverse air استفاده می‌گردید. لیکن در حال حاضر از روش Pulse jet cleaningاستفاده می‌شود. در فیلترهای کیسه ای نوع pulse jet برای جلوگیری از جمع شدن کیسه‌ها در داخل آن‌ها از قفسه‌های فلزی استوانه ای به نام cage استفاده می‌شود. cage و کیسه به صورت عمودی از یک صفحه سوراخ دار که به آن تیوب شیت گفته می‌شودآویزان می‌شود. برای جدا کردن لایه خاک نشسته شده روی سطوح بیرونی کیسه ها، از پالس هوای فشرده با فشار بالا که به دهانه باز کیسه‌ها از بالا وارد می‌شود، استفاده می‌شود. به عبارت دیگر گرد و غباری که روی کیسه‌های فیلتر را فرا گرفت، به وسیله پالس‌های هوای سریع و کوتاه به درون هاپرها میریزد. گرد و غبار از طریق هاپرهای زیرین فیلتر، وارد سیستم انتقال به خط تولید می‌شود.

فیلتر Baghouse
فیلتر Baghouse همان فیلتر کیسه ای است که در فرایند خط تولید استفاده می‌شود. این نوع فیلتر طی سال‌های گذشته کاربرد بیشتری برای تصفیه گازهای خروجی از نقاط اصلی خط تولید پیدا نموده و در مواردی جانشین فیلترهای الکتریکی شده اند. مزیت عمده این نوع فیلتر اثر پذیری کمتر غبار خروجی با تغییر مشخصه‌های گاز ورودی و دستیابی آسان‌تر به غبار خروجی کمتر در محدوده 10 میلی گرم بر نرمال متر مکعب می‌باشد.

Baghouse‌ها در شکل و اندازه‌های متفاوت ظاهر می‌شوند و اساس کارشان شبیه فیلترهای کیسه‌های معمولی می‌باشد. Baghouse‌ها نامشان را از یک سری نمد و کیسه پارچه ای بافته شده و جا گرفته درون یک محفظه فلزی می‌گیرندکه نوع پارچه اغلب از نایلون اورلون، اکریلیک، داکرون، تفلون یا فایبر گلاس می‌باشد. به طو کلی می‌توان گفت Baghouse‌ها در تمامی صنایع یافت می‌شود. صنایعی از قبیل سیمان، ریخته گری و عملیات فولادی، تولید کنندگان دارویی، سازندگان مواد غذایی، تولید کنندگان مواد شیمیایی و … نمونه هایی از این دست می‌باشد. میزان استفاده از Baghouse‌ها مرتب در حال افزایش است و این امر تقریبا در تمامی کشورهای جهان فراگیر شده است. همان گونه که گفته شد فیلترهای کیسه ای جریان گاز از داخل پارچه فیلتر عبور داده می‌شود. ذرات غبار روی سطح پارچه می‌نشیند و لایه غبار که روی سطح پارچه تشکیل می‌شود ، با تکاندن پارچه به روش‌های مختلف از کیسه جدا شده و وادر قیف می‌گردد. برای اینکه غبار روی کیسه افت فشار زیادی برای عبور جریان گاز ایجاد نکند، احتیاج به سطح پارچه بزرگی می‌باشد و برای اینکه سطح بزرگی از پارچه در یک فضای محدود جا بگیرد، پارچه فیلتر را به صورت کیسه ای استوانه در می‌آورند که به این مجموعه کیسه‌های استوانه ای در یک محفظه Baghouse گفته می‌شود. اندازه یک Baghouse به دبی حجمی گاز و به نسبت دبی حجمی گاز به سطح پارچه یا A/C بستگی داره. A/C به غلظت گاز، دما، روش cleaning و سطح تکنولوژی فیلتر بستگی دارد.

مهم‌ترین مزایای استفاده از فیلترهای جت پالس عبارتند از:

بازدهی کاربری بالا
هزینه‌های کاربری پایین
مقاومت در برابر گازهای قابل اشتعال، ذرات غبار قابل انفجار و …
کاربری آسان
دوام، ماندگاری زیاد کیسه ها
فیلترهای جت پالس دارای معایبی به شرح زیر می‌باشند:

مقاومت بالا در برابر جریان گاز
بازدهی کم در مقابل گازهای مرطوب
محدودیت درجه حرارت گازهای ورودی به دلیل جنس کیسه ها
کاربری مناسب و بازدهی بالای بگ فیلترها به انتخاب درست فیلتر و رعایت اصول صحیح نصب، تجهیز و استفاده از آن بستگی دارد. عملکرد ضعیف این گونه فیلترها ناشی از عوامل زیر می‌باشند:

نصب نادرست تجهیز (پیکر بندی غلط سیستم مکش، اشکال در سیستم غبار تکانی از کیسه ها، نصب نادرست کیسه ها)
انتخاب نادرست فیلتر (پایین بودن ظرفیت فیلترنسبت به ناحیه غبارگیری)
استفاده از کیسه هایی با جنس نامناسب
رطوبت بالای گاز ورودی
نوع کیسه مورد استفاده بر اساس مشخصه‌های فرایندی گاز، دما، رطوبت، نوع گاز و میزان سایندگی ذرات غبار انتخاب می‌شود. پارچه مورد استفاده برای غبارگیری گازهای خروجی از کوره مواد خام خطوط تولید سیمان معمولا از جنس فایبر گلاس با پوشش membrane و از جنس PTFE می‌باشد که تحمل دمای تا 260 درجه سانتی گراد را دارد. وجود membrane مانع ورود ذرات ریز غبار به داخل پارچه و مانع افزایش افت فشار دو سر کیسه‌ها در طی زمان بهره برداری شود. ولی در هر صورت، افت فشار دو سر فیلترهای کیسه ای بین 12 الی 15 میلی بار می‌باشد که این مورد یکی از نقاط ضعف فیلترهای کیسه ای محسوب می‌شود. نقطه ضعف دیگر فیلتر کیسه ای، محدودیت تحمل دمای پارچه 260 درجه سانتی گراد می‌باشد. در صورت بالا رفتن دما از مقدار فوق، پارچه غیر قابل استفاده خواهد شد. در فیلترهای کیسه ای نیز برای کاهش دما عموما از برج خنک کن استفاده می‌شود. کاهش دما به 260 درجه سانتی گراد برای قابل تحمل شدن برای پارچه کفایت می‌کند. لیکن چون کاهش دما باعث کاهش دبی حجمی گاز و در نتیجه کاهش سطح پارچه مورد نیاز می‌شود، به این دلیل در فیلترهای کیسه ای نیز دما در محدوده 150 تا 200 سانتی گراد تنظیم می‌شود. مهم‌ترین مزیت فیلتر کیسه ای این است که راندمان غبارگیری و میزان غبار خروجی آن با تغییر دما رطوبت و حجم گاز تغییر محسوسی ندارد. کیسه‌ها از جنس‌های مختلفی ساخته می‌شوند و در زمان انتخاب کیسه باید موارد زیر را مد نظر قرار داد:

دمای گاز
میزان رطوبت غبار
ماهیت الکتریکی ذرات غبار
میزان خورندگی ذرات غبار
مقاومت اسیدی و قلیایی پارچه
توانایی پارچه برای رهایی از لایه غبار
توانایی پارچه در گذردهی هوا
سایز ذرات غبار
قیمت کیسه
در طراحی غبارگیرهای پارچه ای علاوه بر شرایط گاز ورودی، موارد زیر نیز مد نظر قرار می‌گیرند:

افت فشار، سرعت عمودی گاز بین کیسه‌ها و نسبت هوا به سطح پارچه

افت فشار
افت فشار یکی از پارامترهای بسیار مهم در طراحی فیلترهای پارچه ای است. این پارامتر معرف مقاومت پارچه فیلتر در برابر عبور جریان گاز می‌باشد. افت فشار با واحدهای میلی بار، میلی جیوه یا میلی متر آب سنجیده می‌شود. برای اندازه گیری افت فشار در فیلترهای پارچه ای، از اندازه گیری فشار کلی در دو نقطه که معمولا ورودی و خروجی فیلتر می‌باشد بهره می‌جویند:

سرعت غبارگیری و نسبت هوا به 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 مترمکعب بر دقیقه، به سطح فیلتراسیون با واحد مترمربع تعریف می‌شود. واحدهایی که با A/C با آن سنجیده می‌شوند عبارت اند از:

m/min, cm/s

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

سرعت عمودی گاز بین کیسه ها

سرعت عمودی گاز بین کیسه‌های فیلتر در یک فیلتر کیسه ای Can velocity گفته می‌شود. واحد اندازه گیری این سرعت m/min بوده و از دیگر واحدها شایع می‌توان به ft/min و cm/sec اشاره نمود. در فیلترهایی که از روش online استفاده می‌نمایند، ذرات غبار جدا شده از سطح کیسه‌ها در طول عملیات تمیز کاری باید تحت تاثیر 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 نکند، ذرات مجددا به سطح غبار بازگشته و عملکرد فیلتر را تحت الشعاع قرار می‌دهد.

مقایسه بین فیلتر کیسه ای و الکتروفیلتر

مقایسه تقریبی هزینه الکتروفیلترها و فیلترهای کیسه ای به عنوان پر مصرف‌ترین فیلترهای مورد استفاده صنایع می‌باشد. مثلا هرگاه هزینه یک فیلتر کیسه ای 100 واحد فرض شود، یک دستگاه الکتروفیلتر با همان ظرفیت 400 واحد در نظر گرفته شده است.

الکتروفیلتر یکی از بهترین وسایل برای تصفیه هوا، حذف آلاینده ها، گرد و غبار و دوده است. این روش کارایی بالایی در حذف آلاینده ها، گرد و غبار و دوده است. همچنین کارایی بالایی در حذف ترکیبات سمی مونواکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن، فرم آلدئید و ترکیبات سمی گازی دارد.

ویژگی‌ها و عملکرد فیلترهای هیبرید
فیلتر هیبرید یکی از انواع سیستم‌های غبارگیر است که تکنولوژی الکتروفیلتر و فیلتر کیسه ای را با یکدیگر ادغام نموده است. سیستم حاصل با دوام و مقرون به صرفه بوده و قدرت غبارگیری بالایی دارد. طراحی این نوع از فیلترها با استفاده همزمان از دو تکنولوژی عنوان شده، امکان طراحی با نسبت هوا به سطح فیلتراسیون بالاتر در قسمت کیسه ای را میسر کرده است. این امر باعث کم کردن سطح پارچه و در نتیجه تعداد کیسه ها، تعداد گیج ها، شیرهای مربوط به سیستم ضربه زن در قسمت کیسه ای می‌شود. کاهش تعداد این قطعات کارایی و دوام بیشتر دستگاه و هزینه نگهداری کمتر آن را تضمین می‌نماید. با وجود اینکه الکتروفیلترها دارای استحکام مکانیکی و مقاومت بالا در مقابل دما هستند، اما هنگامی که میزان خروجی کمتر از 10mg/m3 مد نظر باشد، بسیار گران و پرهزینه می‌شود.

الکتروفیلترها نسبت به بگ فیلترها در حجم‌های مختلف گاز دارای افت فشار کمتری هستند. همچنین بگ فیلتر می‌تواند غبار بیشتری را نسبت به الکتروفیلتر جدا و مستقل از شرایط گاز و غبار کار کند، اما در مقابل دما حساس هستند. چنانچه افزایش راندمان فیلتر با افزایش کارایی خط تولید سیمان مد نظر باشد، الکتروفیلتر بسیار گران و پرهزینه می‌شود. تبدیل الکتروفیلتر به بگ فیلتر نیازمند یک فن جدید و پدرت‌تر از فن قبلی الکتروفیلتر است. بنابراین برای افزایش بازدهی سیستم‌های غبارگبر و استفاده از مزایای الکتروفیلترها و بگ فیلترها به صورت همزمان ایده ترکیب دو سیستم فوق منجر به تولید فیلتر مرکب یا هیبرید در خانواده غبارگیرها شد. تعامل دو سیستم الکتروفیلتر و بگ فیلتر در یک سیستم واحد باعث افزایش بازدهی سیستم در جذب ذرات ریز غبار و تشکیل سیستمی مجتمع، پایدار و با صرفه اقتصادی شده است.

شرح عملکرد فیلتر هیبرید

در یک فیلتر هیبرید از دو روش غبارگیری تواما استفاده می‌شود.

جذب غبار با استفاده از نیروی الکترواستاتیکی در فیلد الکتریکی
جدا سازی غبار با استفاده از پارچه فیلتر در قسمت کیسه ای فیلتر هیبرید.
با بهره گیری از مزایای دوروش غبارگیری، در واقع یک هم افزایی بین دو عملکرد فوق به وجود می‌آورد که نتایج بسیار ارزشمندی حاصل می‌شود.

فیلتر هیبرید از یک بخش الکتریکی و یک بخش کیسه ای جدا پشت سرهم که هر دو در یک محفظه قرار دارند تشکیل شده است. بخش الکتریکی مشابه یک فیلد الکتریکی الکتروفیلتر است و بخش کیسه از مجموعه ای از کیسه‌ها تشکیل شده است که تقریبا مشابه یک فیلتر کیسه ای می‌باشد. جریان گاز ابتدا وارد قسمت الکتریکی می‌شود و تحت تاثیر میدان الکترواستاتیکی حدود 90 الی 95 درصد غبار جذب صفحات می‌شود. ذرات غبار باقی مانده در بخش کیسه ای وارد شده و روی سطح کیسه می‌نشینند. این ذرات باردار روی کیسه‌ها یک لایه غبار با فضای متخلخل به وجود می‌آورند که عبور گاز از بین لایه غبار را تسهیل می‌نماید. این امر باعث می‌شود علی رغم بزرگ‌تر بودن سرعت عبور گاز از پارچه فیلترهای هیبرید نسبت به فیلتر کیسه ای افت فشار ایجاد شده بسیار کمتر از فیلتر کیسه ای باشد که نتیجه آن امکان استفاده از سطح پارچه کمتر، برای یک حجم مشخص گاز (A/C) می‌باشد. مقدار A/C می‌تواند 20 تا 30 درصد بالاتر از فیلتر کیسه ای باشد و به همین نسبت سطح کیسه، تعداد cage‌ها و شیرها کاهش می‌یابد.

مزایای استفاده از سیستم هیبرید

بازده عالی در جذب ذرات بیشتر از 99.99 در صد
کیسه‌ها در این سیستم به دلیل محافظت در برا
بر نشستن ذرات درشت داراری عمر مفید بیشتر و بازدهی بالاتری می‌باشد.
کوچک‌تر شدن اندازه تجهیز به دلیل استفاده از 65 الی 75 درصد از تجهیزات بگ فیلتر معمولی و استفاده درصدی از قطعات الکتروفیلترهای متداول
مصرف بهینه انرژی
تعمیر و نگهداری و ارتقای راحت‌تر سیستم به دلیل عدم نیاز به افزودن پارامترهای کنترلی
همان گونه که قبلا ارائه گردید در فیلترهای هیبرید این است که با توجه به جذب بخش عمده غبار در قسمت الکتریکی، بار غبار بسیار کمتری به بخش کیسه ای وارد خواهد شد که این امر باعث کاهش دفعات ارسال پالس‌های تمیز کننده و در نتیجه، افزایش عمر کیسه ها، افزایش عمر Diaphragm و pilot Valve و همچنین کاهش مصرف هوای فشرده می‌باشد.