up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله غبارگير 1 PDF
QR code - غبارگير 1

غبارگير 1

انواع تجهيزات غبارگير (1)

در حال حضار از سه نوع فيلتر براي غبارگيري گازهاي خروجي از کوره مواد خام کارخانجات سيمان استفاده مي گردد.
الف) فيلتر الکتريکي Electrostatic Precipitator ESP
ب) فيلتر کيسه اي Bag house
ج) فيلتر هيبريد Hybrid Filter
در سطور زير ضمن ارائه توضيحات کلي در مورد نحو عمل کرد هر کدام از سه نوع فوق الذکر مزايا و معايب هر کدام که دليل انتخاب و يا عدم انتخاب مي گردد، توضيح داده مي شود.
الف) فيلتر الکتريکي ESP
فيلتر الکتريکي از مجموعه اي از صفحات جمع کننده و الکترودهاي تخليه تشکيل يافته است که به صورت رديف هاي يک در ميان و با فاصله مشخص (۲۰۰mm) از بالا آويزان شده اند. الکترودهاي تخليه به ولتاژ يکسو شده (DC) بالا نزديکي فشار قوي با پلاريته منفي و صفحات جمع کننده به بار مثبت (عملاً به زمين) وصل مي شوند. در ولتاژهاي DC بالا در نزديکي الکترودهاي منفي تخليه کرونا (corona) اتفاق مي افتد. گاز به همراه ذرات غبار به طور افقي از بين صفحات جمع کننده و الکترودهاي تخليه عبور مي کند. مولکول هاي گاز يونيزه شده (با بار منفي) طي حرکت به سمت صفحات جمع کننده ذرات در حال عبور را باردار مي کند ميدان الکتريکي ذرات به سمت صفحات جمع کننده مي کشاند (و روي اين صفحات مي نشاند) با ارتعاش ناشي از ضربت چکش مواد از روي صفحات جدا و وارد قيف شده و به وسيله نقاله زير قيف از فيلتر خارج مي شود. در داخل الکتروفيلتر سطح مقطع عبور جريان گاز نسبتاً زياد و در نتيجه سرعت عبور گاز کم مي باشد و به اين جهت افت فشار دو سر يک فيلتر کم (حدود ۲.۵ mbar) مي باشد که اين مورد يکي از نکات مثبت فيلترهاي الکتريکي است.
پارامترهاي مهم فرآيندي که بر راندمان الکتروفيلترها اثر دارند عبارتند از: دبي حجمي گاز، دما و رطوبت.
دبي حجمي گاز (Q:M^۳ H) و سرعت گاز (V:M S) با توجه به طول فيلدهاي الکتريکي، زمان ماندگاري ذرات در فيلتر و در نتيجه ميزان جذب آنها را تعيين مي کند. دما و رطوبت اثر قابل توجهي بر مقاومت الکتريک ذرات دارند و در نتيجه از مهمترين عوامل مؤثر بر راندمان الکتروفيلتر مي باشند. در واقع تأثير دبي حجمي گاز، دما و رطوبت با راندمان الکتوفيلتر و در نتيجه غبار خروجي (emission) نقطه ضعف اساسي فيلترهاي الکتريکي را به وجود آورده است. کنترل دما و رطوبت (کاهش دما و افزايش رطوبت) در صنعت سيمان توسط برج خنک کن انجام مي شود و به همين جهت عمل کرد الکتروفيلتر تحت تأثير برج خنک کن مي باشد.
ب) فيلترهاي کيسه اي بگ هاووس
فيلترهاي کيسه اي جريان گاز از داخل پارچه فيلتر عبور داده مي شود ذرات غبار روي سطح پارچه مي نشيند لايه غبار (Dust Cake) که روي سطح پارچه تشکيل مي شود با تکاندن پارچه به روش هاي مختلف از کيسه جدا شده و وارد قيف مي شود. براي اينکه لايه غبار روي کيسه افت فشار زيادي براي عبور جريان گاز ايجاد نکند احتياج به سطح پارچه بزرگي مي باشد و براي اينکه سطح بزرگي از پارچه در يک فضاي محدود جاي گيرد پارچه فيلتر را به صورت کيسه هاي استوانه در مي آورند که به اين مجموعه کيسه هاي استوانه در يک محفظه (بگ هاووس) گفته مي شود. اندازه يک بگ هاووس به دبي حجمي گاز و به نسبت دبي حجمي گاز به سطح پارچه يا (Air to cloth ratio: A C) بستگي دارد. مقدار A C به غلظت گاز، دما روش Cleaning (نحوه تميز کردن کيسه) و سطح تکنولوژي فيلتر بستگي دارد. فيلترهاي کيسه اي را عموماً بر حسب نوع روش Cleaning تقسيم بندي مي کنند. در گذشته عموماً بر حسب نوع روش Cleaning تقسيم بندي مي کنند. در گذشته عموماً از Mechanical Shaking و بعضاً از Reverse air استفاده مي شده است. ليکن در حال حاضر از روش Pulse jet cleaning استفاده مي گردد. در فيلترهاي کيسه اي نوع Pulse jet براي جلوگيري از جمع شدن کيسه ها در داخل آنها از قفسه هاي فلزي استوانه اي (گاهي با مقطع بيضي) به نام Cage استفاده مي شود. Cage و کيسه به صورت عمودي از يک صفحه سوراخ دار که به آن Tube Sheet گفته مي شود آويزان مي گردد. براي جدا کردن لايه خاک نشسته روي سطح بيروني کيسه ها از پالس هواي فشرده با فشار بالا که به دهانه باز کيسه ها از بالا وارد مي شود استفاده مي گردد.
نوع کيسه مورد استفاده براساس مشخصه هاي فرآيندي گاز، دما، رطوبت، نوع گاز (وچود و يا عدم وجود گازهاي حاصل احتراق) و ميزان سايندگي ذرات غبار انتخاب مي گردد. پارچه مورد استفاده براي غبارگيري گازهاي خروجي از کوره مواد خام خطوط توليد سيمان معمولاً از جنس فايبر گلاس با پوشش (Membrane) از جنس PTFE معمولاً از جنس فايبرگلاس با پوشش (Membrane) از جنس ptfe مي باشد که تحمل دماي تا ۲۶۰ درجه C را دارد. وجود membranc مانع ورود ذرات ريز غبار به داخل پارچه و مانع افزايش افت فشار دو سرکيسه ها در طي زمان بهره برداري شود. ولي در هر صورت افت فشار دو سر فيلترهاي کيسه اي بين ۱۲ تا ۱۵ ميلي بار (حدود ۵ برابر فيلتر الکتريکي) مي باشد که اين مورد يکي از نقاط ضعف فيلترهاي کيسه اي است نقطه ضعف ديگر فيلتر کيسه اي محدوديت تحمل دماي پارچه ۲۶۰ درجه C (در زمان هاي کوتاه تا ۲۸۰ درجه C) مي باشد که در صورت بالا رفتن دما از مقدار فوق پارچه غير قابل استفاده خواهد شد. در فيلترهاي کيسه اي نيز براي کاهش دما عموماً از برج خنک کن استفاده مي شود. گرچه کاهش دما به ۲۶۰ درجه C براي قابل تحمل شدن براي پارچه کفايت مي کند. ليکن چون کاهش دما باعث کاهش دبي حجمي گاز و در نتيجه کاهش سطح پارچه مورد نياز مي گردد. به اين جهت در فيلترهاي کيسه اي نيز دما در محدوده ۱۵۰ تا ۲۰۰ درجه سانتيگراد تنظيم مي گردد.
مهمترين مزيت فيلتر کيسه اي در اين نکته است که راندمان غبارگيري و ميزان غبار خروجي آن با تغيير دما، رطوبت و حجم گاز تغيير محسوسي ندارد.
ج) فيلتر هيبريد Hybridfilter
در يک فيلتر هيبريد از دو روش غبارگيري توأماً استفاده مي شود:
۱) جذب غبار با استفاده از نيروي الکترو استاتيکي در فيلد الکتريکي
۲) جداسازي غبار با استفاده از پارچه فيلتر در قسمت کيسه اي فيلتر هيبريد با بهره گيري از مزاياي دو روش غبارگيري، در واقع يک سينرژي بين دو عمل کرد فوق به وجود مي آورد که نتايج بسيار ارزشمندي دارد که در ذيل توضيح داده مي شود:
فيلتر هيبريد از يک بخش الکتريکي و يک بخش کيسه اي جدا و پشت سر هم که هر دو در يک محفظه قرار دارند، تشکيل يافته است. بخش الکتريکي مشابه يک فيلد الکتريکي الکترفيلتر است بخش کيسه از مجموعه اي از کيسه ها تشکيل شده است که تقريباً مشابه يک فيلتر کيسه اي مي باشد. جريان گاز ابتدا وارد قسمت الکتريکي مي شود و تحت تأثير ميدان الکترواستاتيکي حدود ۹۰ تا ۹۵ درصد غبار جذب صفحات مي شود. ذرات غبار باقي مانده که بخش کيسه اي وارد شده و روي سطح کيسه مي نشينند. اين ذرات باردار روي کيسه ها يک لايه غبار با فضاي متخلخل به وجود مي آورند که عبور گاز از بين لايه غبار را تسهيل مي نمايد. اين امر باعث مي شود علي رغم بزرگتر بودن سرعت عبور گاز از پارچه در فيلترهاي هيبريد نسبت به فيلتر کيسه اي افت فشار ايجاد شده بسيار کمتر از فيلتر کيسه اي باشد که نتيجه آن امکان استفاده از سطح پارچه کمتر براي يک حجم مشخص گاز (يعني A C) بالاتر مي باشد. مقدار A C مي تواند ۲۰ تا ۳۰ درصد بالاتر از فيلتر کيسه اي باشد و به همين نسبت سطح کيسه، تعداد cageها و شيرها کاهش مي يابد.
نکته بسيار با اهميت ديگر در فيلترهاي هيبريد اين است که با توجه به جذب بخش عمده غبار در قسمت الکتريکي بار غبار بسيار کمتري به بخش کيسه اي وارد خواهد شد که اين امر باعث کاهش تعداد دفعات ارسال پالس هاي تميز کننده که نتيجه آن افزايش عمر کيسه ها، افزايش عمر Pilot valve , Diaphragm و همچنين کاهش مصرف هواي فشرده مي باشد.
معيارهاي انتخاب نوع غبارگير براي گازهاي خروجي از کوره - مواردخام
معيارهاي انتخاب به دو گروه معيارهاي اقتصادي و زيست محيطي قابل تقسيم مي باشند.
▪ معيارهاي زيست محيطي عبارتند از:
۱) غلظت غبار خروجي در شرايط نر مال بهره برداري
۲) غلظت غبار خروجي در شرايط غير نرمال بهره برداري
غبار خروجي در شرايط نرمال بهره برداري
انتخاب و طراحي تجهيزات غبارگير بر مبناي مشخصات فرآيندي، حجم گاز، رطوبت مشخصه هاي غبار داده شده انجام مي گيرد.
امروزه با استفاده از الکتروفيلتر در شرايط نرمال بهره برداري کاهش غبار خروجي به ۵۰mg nm^۳ به آساني انجام مي شود و نيز دستيابي به ۲۰-۳۰mg nm^۳ با طراحي مناسب و افزايش سطح صفحات مسير ولي رساندن غبار خروجي به ۱۰mg nm^۳ باعث افزايش بيش از اندازه سطح فيلتر اسيون و ابعاد فيلتر گرديده و به ندرت انجام مي شود.
در فيلتر هاي بگ هاووس و هيبريد دستيابي به خروجي کمتر از ۲۰mg nm^۳ به پائين نه تنها به آساني مسير مي باشد بلکه در واقع خروجي بالاتر از مقدار فوق اصولاً موضوعيت ندارد (مگر اينکه در طراحي، انتخاب پارچه و يا اجراء اشکالي وجود داشته باشد). غبار خروجي از فيلتر بگ هاووس معمولاً براي ۲۰ و يا ۱۰mg nm^۳ گارانتي مي شود اين عدد براي فيلتر هيبريد ۱۰mg nm^۳ مي باشد. قابل ذگر است که در عمل نيز در تمام فيلترهاي هيبريد که توسط شرکت ELEX ارائه شده است غبار خروجي کمتر از mg ۵ nm^۳ بوده است. در فيلتر هيبريد فارس اين عدد در ابتداي راه اندازي ۲mg nm^۳ و براساس آخرين اندازه گيري انجام شده غبار خروجي ۱mg nm^۳ بوده است.
ذکر اين نکته ضروريست که تحقيقات در چندين سال گذشته نشان داده است اثرات منفي نشستن ذرات ريز (کوچکتر از ۲.۵ ميکرون) روي شش ها بسيار بيشتر از ذرات درشت مي باشد و به همين جهت در کشورهاي توسعه يافته علاوه بر محدوديت کاهش غبار خروجي از دودکش ها به ۲۰ يا ۱۰mg nm^۳ محدوديت ديگري تحت عنوان ۲.۵ PM اضافه شده است بدين معني که غلظت ذرات غبار کوچکتر از ۲.۵ ميکرون نيز بايد از ميزان مشخصي کمتر باشد.
قابل ذکر است که در فيلترهاي الکترواستاتيکي راندمان غبارگيري براي ذرات ۰.۱۵ تا ۱.۵ ميکرون بسيار کم و بريا ذرات بزرگتر و کوچکتر از محدوده فوق بالا مي باشد. در فيلترهاي بگ هاووس که از پارچه فايبر گلاس با پوشش PTFE استفاده مي شود راندمان غبارگيري تا محدوده ۰.۵ ميکرون بالا و براي ذرات ريزتر راندمان پائين مي آيد. در فيلترهاي هيبريد که از هر دو تکنولوژي استفاده مي شود نه تنها راندمان غبارگيري آن بالاتر از هر کدام از دو روش ديگر غبارگيري است بلکه مقدار ۲.۵ PM آن نيز کمتر مي باشد.
مزيت ذکر شده فوق براي فيلتر هيبريد يکي از دلايل تحقيقات متعددي است که مراکز تحقيقاتي و شرکت هاي مختلف در اروپا و آمريکا براي ترکيب کردن تکنولوژي فيلترهاي الکتريکي و کيسه اي در حال اجراء دارند.

● غلظت غبار خروجي در شرايط نرمال بهره برداري در قسمت قبل توضيح داده شد که راندمان الکتروفيلتر بستگي زيادي به شرايط فرآيندي خصوصاً سه پارامتر دبي حجمي، ...

● مقدمه تا اواسط دهه ۱۹۹۰ صنعت سيمان يکي از عمده ترين صنايع آلاينده در دنيا محسوب مي شد. اين نقيصه ناشي از عمده ترين صنايع آلاينده در دنيا محسوب مي شد ...

● مقدمه تا اواسط دهه ۱۹۹۰ صنعت سيمان يکي از عمدهترين صنايع آلاينده در دنيا محسوب ميشد. اين نقيصه ناشي از عمدهترين صنايع آلاينده در دنيا محسوب ميشد. اي ...

دانلود نسخه PDF - غبارگير 1