رتبه بندی فیلترهای صنعتی بر اساس توانایی حذف ذرات

فیلترهای صنعتی در سیستم های تهویه صنعتی ، غبارگیرها، بگ فیلتر ها ،ایرواشر ها، هواسازها و … به کار گرفته می شوند در این بلاگ آموزشی قصد داریم با نحوه رتبه بندی و کلاس بندی فیلترهای صنعتی آشنا شویم .

 کلاس های متعددی از تقسیم بندی فیلترهای صنعتی وجود دارد که بر اساس میزان توانایی آنها در حذف ذرات (دریک اندازه مشخض )از جریان سیال رتبه بندی می شوند. در ادامه ما کلاس های متداول در صنعت تهویه مطبوع صنعتی را بررسی می نماییم.

انواع رتبه بندی فیلترهای صنعتی

• رتبه بندی اسمی
• رتبه بندی مطلق
• رتبه بندی میکروبیال
• رتبه بندی merv

رتبه بندی اسمی ویژگی ها و کاربردها

این رتبه به صورت درصد نگهداری یک آلاینده مشخص در یک اندازه مشخص بیان می شود. اعداد مطرح شده معمولا در سطح 90 ،95 و 98% نگهداری از یک اندازه مشخص از ذره هستند .این رتبه بندی توسط شرکت سازنده فیلتر محاسبه و اعلام می شود .

معایب این روش : به علت یکنواخت نبودن سیال و تکرار ناپذیری سیال این مقیاس کاربردی زیادی در صنعت تهویه ندارد.

رتبه بندی مطلق

ابتدا نیاز است تا تعریفی از نقطه برش داشته باشیم ،از انجا که یک فیلتر نمی تواند همه ذرات معلق موجود در سیال را حذف کند نیاز به تعریف حد بالایی برای ذرات هستیم که در بالاتر از آن هیچ ذره ای نمی تواند از بستر فیلتر عبور کند، به این حد نقطه برش می گویند در واقع  نقطه برش به قطر بزرگترین ذره ای اشاره دارد که از میان بستر فیلتر عبور می کند و معمولا بر حسب میکرون بیان میشود .

اگر منافذ بستر فیلتر اندازه های کاملا یکسان و ثابت داشته باشند ، نقطه برش به عنوان رتبه مطلق شناخته می شود .

معایب این رتبه بندی :

• بستر بیشتر فیلترها دارای منافذ یکسان و ثابت نیستند .
• در این آزمون ذرات کروی در نظر گرفته شده اند در حالیکه سوسپانسیون های بسیار کمی دارای ذرات کروی هستند .
• بعض از انواع فیلترها مانند : کاغذ ، نمد و پارچه پور سایز مختلفی دارند ، بنارین رتبه بندی مطلق ندارند.

رتبه بندی merv

این عدد توسط انجمن تهویه و تبرید آمریکا تدوین شده است و عموما در مباحث کیفیت هوای داخلی مورد استفاده قرار می گیرد.

این عدد توانایی فیلتر در جذب ذرات بین 0.3 تا 10 میکرون ر اندازه گیری می کند. کاربرد عدد مرو در مقایسه عملکرد فیلترهای مختلف است.

هر چقدر عدد مرو بیشتر باشد نشان دهنده ای این است کخ فیلتر توانایی بیشتری در جذب ذرات در یک اندازه خاص را دارد . محدوده رتبه بندی عدد مرو از یک تا بیست می باشد .

مثال : رتبه merv  شش : در این رتبه بندی عدد شش به این معناست که فیلتر می تواند ذرات بین 3-10 میکرون را در حدود 35% فیلتر کند .

متوسط رتبه فیلتر :

متوسط رتبه فیلتر ، میانگین اندازه گیری منافذ فیلتر را نمایش می دهد . این عدد اندازه ذره ای را نشان می دهد که در بالاتر از آن فیلتر شروع به تاثیر گذاری می کند و توسط آزمون نقطه حباب تعیین می شود .

 این عدد معنی دارتر و واقعی تر از رتبه بندی اسمی است و در فیلترهایی با ااندازه متفاوتاز منافذ نسبت به رتبه بندی مطلق و اسمی واقعی تر است.

نسبت بتا :

عبارتست از نسبت بین تعداد ذرات در واحد حجم برای ذرات بالاتر از یک اندازه مشخص در بالادست فیلتر به همان پارامتر در پایین دست جریان فیلتر.

این رتبه بندی یک مقایسه دقیق بین فیلترهای مختلف برای سازنده و استفاده کننده فیلتر فراهم می کند و به وسیله آزمون ریگ تعیین میشود. این آزمون شمارش دقیق ذرات را در هر دو نقطه جریان انجام می دهد .

B_x=

Nu : تعداد ذرات بزرگتر از x میکر.متر در واحد حجم ، در بالادست جریان

Nd : تعداد ذرات بزرگتر از x میکر.متر در واحد حجم ، در پایین دست جریان

B_x : نست بتا برای ذرات بزرگتر از x میکرومتر

هر چقدر عدد B_x بیشتر باشد ، نشادن دهندخ اینست که ذرات بیشتری در آن اندازه مشخص بر روی فیلتر باقی می ماند.

بازدهی فیلتر با روش زیر بدست می آید :

E= 100 *(B_x-1)/ B_x

E=100 *(Nu-Nd)/Nd

رتبه بندی میکروبیال

عدد مرتبط با این رتبه بندی به صورت زیر به دست می آید :

لگاریتم (در پایه 10 ) نسبت تعداد کل باکتری سوسپانسیون به تعداد باکتری در سیال فیلتر شده

به طور کلی زمانی یک فیلتر برای استریل کردن مناسب است که در یک چالش ده مگا ارگانیسمی در هر سانتی متر مربع از سطح موثر فیلتر ، سیال خروجی فاقد باکتری باشد.

آشنایی با بگ فیلتر پالس جت ،اجزا و عملکرد

بگ فیلتر پالس جت

Pulse Jet BagHouse

بگ فیلتر پالس جت  یکی از رایج‌ترین و کارآمدترین سیستم‌های غبارگیری صنعتی است که برای جداسازی ذرات جامد از جریان هوا یا گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تجهیز در صنایع سیمان، فولاد، ریخته‌گری، آسفالت، گچ، نیروگاه‌ها و بسیاری از واحدهای فرآیندی کاربرد گسترده دارد. راندمان بالا، امکان کارکرد پیوسته و ابعاد مناسب، بگ فیلتر پالس جت را به انتخاب اول بسیاری از طراحان صنعتی تبدیل کرده است.

در این مقاله، بگ فیلتر پالس جت به‌صورت دقیق، ساختارمند و مطابق با الزامات جدید سئو بررسی می‌شود.

بگ فیلتر پالس جت چیست

بگ فیلتر پالس جت نوعی غبارگیر صنعتی است که در آن تمیزکاری کیسه‌ها توسط پالس‌های کوتاه هوای فشرده انجام می‌شود. این پالس‌ها از طریق لوله دمش و نازل‌هایی که بالای هر ردیف کیسه نصب شده‌اند، وارد سیستم می‌شوند.

در این فرآیند، هوای آلوده وارد محفظه بگ فیلتر می‌شود. ذرات گرد و غبار روی سطح کیسه‌ها باقی می‌مانند و هوای تمیز از بافت کیسه عبور کرده و از خروجی خارج می‌شود. تمیزکاری کیسه‌ها بدون توقف جریان هوا انجام می‌گیرد.

نحوه عملکرد بگ فیلتر پالس جت

در بگ فیلتر پالس جت، تمیزکاری دوره‌ای کیسه‌ها بر اساس اختلاف فشار دو طرف فیلتر انجام می‌شود. زمانی که افت فشار به مقدار تنظیم‌شده برسد، سیستم کنترل فرمان تمیزکاری را صادر می‌کند.

در این مرحله، یک پالس بسیار کوتاه از هوای فشرده، با فشار مشخص، از طریق Blow Pipe و نازل‌ها به داخل کیسه تزریق می‌شود. وجود ونتوری در دهانه کیسه باعث تقویت جریان هوا و ایجاد موج ضربه‌ای در طول کیسه می‌گردد.

این موج ضربه‌ای باعث جدا شدن لایه گرد و غبار از سطح کیسه شده و ذرات به داخل هاپر سقوط می‌کنند. مدت زمان هر پالس معمولاً بین ۵۰ تا ۱۵۰ میلی‌ثانیه است.

اجزای اصلی بگ فیلتر پالس جت

کیسه فیلتر مهم‌ترین بخش بگ فیلتر پالس جت است و وظیفه اصلی جداسازی ذرات را بر عهده دارد. جنس کیسه‌ها بر اساس دما، رطوبت و نوع گرد و غبار انتخاب می‌شود.

قفس فلزی یا کیج در داخل کیسه قرار می‌گیرد و از تغییر شکل آن در زمان مکش و پالس جلوگیری می‌کند.

سیستم پالس جت شامل مخزن هوای فشرده، شیر برقی، لوله دمش و نازل‌ها است. این مجموعه مسئول تمیزکاری کیسه‌ها می‌باشد.

بدنه فلزی یا کیس، محفظه‌ای است که تمام اجزا در آن نصب می‌شوند. طراحی صحیح کیس نقش مهمی در توزیع یکنواخت جریان هوا دارد.

هاپر در پایین دستگاه قرار دارد و محل جمع‌آوری گرد و غبار جداشده است.

ویژگی‌ها و مشخصات فنی بگ فیلتر پالس جت

هوای آلوده از طریق ورودی وارد هاپر و محفظه فیلتر می‌شود. ذرات درشت به‌سرعت ته‌نشین می‌شوند و ذرات ریز روی سطح کیسه‌ها باقی می‌مانند.

بگ فیلتر پالس جت به‌صورت پیوسته کار می‌کند و تمیزکاری کیسه‌ها بدون قطع فرآیند فیلتراسیون انجام می‌شود.

به‌طور متوسط، مصرف هوای فشرده در این سیستم حدود ۱ CFM به ازای هر ۱۰۰۰ CFM هوای عبوری از غبارگیر است.

در سیستم‌های سنتی، فشار هوای فشرده معمولاً بین ۹۰ تا ۱۲۵ psi و همراه با ونتوری است. در طراحی‌های جدید، فشار کاری به ۲۰ تا ۴۰ psi کاهش یافته و در بسیاری از موارد ونتوری حذف شده است.

عملیات تمیزکاری در بگ فیلتر پالس جت

یکی از مزایای مهم بگ فیلتر پالس جت، قابلیت تمیزکاری آنلاین است. در این روش، گرد و غبار همچنان وارد دستگاه می‌شود و فرآیند فیلتراسیون متوقف نمی‌گردد.

کیسه‌ها به‌صورت مرحله‌ای تمیز می‌شوند و ترتیب این عملیات توسط سکانس کنترلر به‌صورت خودکار مدیریت می‌شود. این روش باعث حفظ افت فشار در محدوده مطلوب می‌گردد.

عملکرد و راندمان بگ فیلتر پالس جت

تمیزکاری به روش پالس جت نسبت به روش‌های شیکر مکانیکی و معکوس هوا، شدت بیشتری دارد و در فواصل کوتاه‌تری انجام می‌شود. این ویژگی باعث افزایش راندمان جمع‌آوری ذرات ریز و حفظ پایداری عملکرد سیستم می‌شود.

جنس پارچه و عمر کیسه‌ها

در بگ فیلتر پالس جت معمولاً از پارچه‌های نمدی استفاده می‌شود. این پارچه‌ها برای دستیابی به راندمان بالا، نیاز به تشکیل کیک ضخیم گرد و غبار ندارند.

در برخی کاربردهای خاص، از کیسه‌های بافته‌شده استفاده می‌شود. عمر متوسط کیسه‌ها در شرایط کاری استاندارد بین ۳ تا ۶ سال است

نکات مهم طراحی و نگهداری بگ فیلتر پالس جت

نازل‌های لوله دمش باید دقیقاً در راستای محور کیسه‌ها قرار گیرند. نصب نادرست می‌تواند باعث برخورد پالس هوا با دیواره کیسه و آسیب به آن شود.

تمیزکاری بیش از حد باعث افزایش سایش و کاهش عمر کیسه‌ها می‌شود. تنظیم صحیح اختلاف فشار و زمان‌بندی پالس اهمیت زیادی دارد.

جمع‌بندی

بگ فیلتر پالس جت یک سیستم غبارگیری پیشرفته و قابل‌اعتماد برای کاربردهای صنعتی است. امکان تمیزکاری آنلاین، راندمان بالا و تطبیق‌پذیری با دبی‌های مختلف، این نوع بگ فیلتر را به گزینه‌ای ایده‌آل برای بسیاری از صنایع تبدیل کرده است.

طراحی اصولی، انتخاب صحیح کیسه فیلتر و تنظیم دقیق سیستم پالس جت، نقش تعیین‌کننده‌ای در عملکرد بلندمدت و کاهش هزینه‌های نگهداری دارد

بگ فیلتر چیست ؟ (bag filter) یکی از پرکاربردترین تجهیزات کنترل آلودگی هوا در صنایع است. وظیفه بگ فیلتر، جداسازی ذرات گرد و غبار از جریان هوا یا گاز است. این دستگاه در کارخانه‌هایی استفاده می‌شود که حجم زیادی از ذرات معلق تولید می‌کنند. صنایعی مانند سیمان، فولاد، ریخته‌گری، آسفالت و معادن بدون بگ فیلتر عملاً امکان فعالیت پایدار ندارند.استانداردهای روز دنیا و همچین بهداشت محیط ایران اجازه فعالیت به صنایع آلاینده بدون استفاده از فیلتراسیون مناسب و استاندارد را نمیدهد.

بگ فیلتر با عبور دادن هوای آلوده از میان کیسه‌های پارچه‌ای، ذرات را جذب می‌کند و هوای تمیز را به محیط بازمی‌گرداند. ساختار ساده اما عملکرد دقیق این سیستم باعث شده است که بگ فیلتر به انتخاب اول بسیاری از مهندسان تبدیل شود.

عملکرد بگ فیلتر چگونه است

عملکرد بگ فیلتر بر پایه فیلتراسیون سطحی و عمقی است. هوای آلوده وارد محفظه بگ فیلتر می‌شود. ذرات معلق روی سطح کیسه‌ها می‌نشینند. هوای تمیز از بافت پارچه عبور می‌کند و از خروجی خارج می‌شود.

با گذشت زمان، لایه‌ای از گرد و غبار روی کیسه‌ها تشکیل می‌شود. این لایه اگرچه راندمان فیلتراسیون را افزایش می‌دهد، اما باعث افزایش افت فشار می‌شود. به همین دلیل، بگ فیلتر به سیستم تمیزکاری مجهز است تا کیسه‌ها به صورت دوره‌ای پاک شوند.

کیسه بگ فیلتر و اهمیت آن

کیسه بگ فیلتر مهم‌ترین بخش این سیستم است. جنس کیسه تعیین‌کننده راندمان، طول عمر و هزینه نگهداری بگ فیلتر است. کیسه‌ها از الیاف مختلفی ساخته می‌شوند. پلی‌استر، نومکس، فایبرگلاس و تفلون از رایج‌ترین مواد هستند.

انتخاب اشتباه جنس کیسه می‌تواند باعث پارگی زودهنگام، افت راندمان یا افزایش مصرف انرژی شود. دمای گاز، رطوبت، خاصیت شیمیایی ذرات و میزان سایندگی باید در انتخاب کیسه بگ فیلتر در نظر گرفته شود.

اجزای اصلی بگ فیلتر 

• بدنه یا کیس بگ فیلتر
• 
  ورودی هوا (Inlet Duct)
• 
  محفظه هوای کثیف (Dirty Air Plenum)
• 
  کیسه‌های فیلتر
• 
  قفسه یا سبد نگهدارنده کیسه‌ها (Cage)
• 
  ونتوری (در بگ فیلترهای جت پالس)
• 
  محفظه هوای تمیز (Clean Air Plenum)
• دریچه بازدید و درب‌های دسترسی
• 
  سیستم کنترل و تایمر تمیزکاری
• 
  فن مکنده (در صورت نصب یکپارچه)

انواع بگ فیلتر صنعتی

بگ فیلترها بر اساس روش تمیزکاری به چند نوع اصلی تقسیم می‌شوند. هر نوع بگ فیلتر برای شرایط خاصی مناسب است.

بگ فیلتر جت پالس از هوای فشرده برای تمیز کردن کیسه‌ها استفاده می‌کند. این نوع بگ فیلتر رایج‌ترین مدل در صنایع مدرن است. بگ فیلتر شیکری با لرزش مکانیکی کیسه‌ها را تمیز می‌کند و بیشتر در ظرفیت‌های پایین کاربرد دارد. بگ فیلتر معکوس با تغییر جهت جریان هوا عمل تمیزکاری را انجام می‌دهد و معمولاً در سیستم‌های بزرگ استفاده می‌شود.

انتخاب نوع بگ فیلتر به حجم هوا، نوع گرد و غبار و شرایط کاری بستگی دارد.

کاربرد بگ فیلتر در صنایع مختلف

بگ فیلتر در صنایع مختلف نقش حیاتی دارد. در صنعت سیمان برای کنترل گرد و غبار کوره و آسیاب استفاده می‌شود. در صنایع فولاد برای جمع‌آوری ذرات ناشی از ذوب و برش فلزات کاربرد دارد. در ریخته‌گری‌ها برای حذف گرد و غبار ماسه و مواد نسوز به کار می‌رود.

کارخانه‌های آسفالت، معادن، صنایع غذایی و صنایع شیمیایی نیز به طور گسترده از بگ فیلتر استفاده می‌کنند. بدون بگ فیلتر، رعایت استانداردهای زیست‌محیطی تقریباً غیرممکن است.

مزایای استفاده از بگ فیلتر

بگ فیلتر دارای راندمان بالا در حذف ذرات ریز است. این سیستم می‌تواند ذرات با اندازه بسیار کوچک را نیز جذب کند. مصرف انرژی بگ فیلتر در مقایسه با برخی سیستم‌های دیگر مناسب است. امکان طراحی بگ فیلتر برای شرایط کاری متنوع وجود دارد.

نگهداری و تعمیر بگ فیلتر در صورت طراحی صحیح ساده است. همچنین امکان تعویض تدریجی کیسه‌ها بدون توقف کامل خط تولید وجود دارد.

معایب و محدودیت‌های بگ فیلتر

بگ فیلتر در کنار مزایا، محدودیت‌هایی نیز دارد. حساسیت به رطوبت بالا یکی از مهم‌ترین چالش‌هاست. گرد و غبار چسبنده می‌تواند باعث گرفتگی کیسه‌ها شود. هزینه اولیه طراحی و ساخت بگ فیلتر ممکن است نسبت به برخی سیستم‌ها بیشتر باشد.

با این حال، طراحی اصولی و انتخاب صحیح تجهیزات می‌تواند این محدودیت‌ها را تا حد زیادی کاهش دهد.

نکات مهم در انتخاب بگ فیلتر

برای انتخاب بگ فیلتر باید چند عامل کلیدی بررسی شود. حجم هوای عبوری، دمای گاز، نوع و میزان گرد و غبار، فضای نصب و شرایط بهره‌برداری اهمیت زیادی دارند. توجه به این موارد باعث افزایش عمر بگ فیلتر و کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شود.

مشاوره مهندسی در این مرحله می‌تواند از بروز اشتباهات پرهزینه جلوگیری کند.

جمع‌بندی

بگ فیلتر یکی از مؤثرترین تجهیزات کنترل آلودگی هوا در صنایع است. این سیستم با استفاده از کیسه‌های پارچه‌ای، ذرات معلق را از جریان هوا جدا می‌کند. راندمان بالا، تنوع کاربرد و قابلیت طراحی سفارشی، بگ فیلتر را به گزینه‌ای قابل اعتماد تبدیل کرده است.

انتخاب صحیح بگ فیلتر و اجزای آن نقش مهمی در عملکرد پایدار خطوط تولید دارد. با طراحی اصولی و نگهداری مناسب، بگ فیلتر می‌تواند سال‌ها بدون مشکل در صنعت کار کند.