Teknologjitë industriale të heqjes së pluhurit

Ekzistojnë dy metoda kryesore të heqjes së pluhurit : metoda e thatë, metoda e lagësht. Në procesin e thatë dallojmë grumbulluesit e pluhurit me shtresa filtri (filtra qese, xhepa, fishekë), mekanikë (ciklone), elektrostatikë (filtra të elektrizuar); procesi i lagësht përfshin rondele, rondele venturi, kolona flluskash, precipitues elektrostatikë të lagësht. Zgjedhja e një kolektori pluhuri bazohet në kriteret e performancës së pritshme , kufizimet buxhetore, proceset industriale që duhen pluhurosur, në veçanti madhësinë e grimcave të emetuara.

Mbledhësit e pluhurit me shtresa filtri (filtra qese, xhepa, fishekë)

Parimi: ajri me pluhur kalon përmes një mediumi filtri poroz; ruan të gjitha grimcat më të mëdha se poroziteti i medias.

Pajisja përbëhet nga një kuti me një plesht grumbullimi pluhuri në bazën e saj . Kutia përmban rreshta (vertikale ose horizontale) elementësh filtri (mëngë, xhepa, fishekë) nëpër të cilat kalon rryma e ajrit me pluhur. Kjo do të ketë hasur më parë një deflektor në hyrje të kutisë. Me ndikim inercial, ai ndan grimcat më të mëdha nga rrjedha e ajrit të cilat bien në plesht.

Pluhuri i mbetur më pas do të vendoset në sipërfaqen e medias së filtrit. Rrjedha e ajrit del, pa pluhur, nga shtresa e filtrit të formuar nga muri poroz i elementeve të filtrit. Grimcat, të depozituara vazhdimisht, grumbullohen në një shtresë që kontribuon në filtrimin e ajrit: tortën e filtrit. Kjo e fundit përforcon efikasitetin e kapjes së pluhurit. Përkundrazi, rrit humbjen e presionit (ndotja matet me ndryshimin në presionin statik midis rrjedhës së sipërme dhe rrjedhës së poshtme të mediumit filtrues). Kjo kërkon: ose zëvendësimin e medias (letër e disponueshme, shami, etj.), ose zhbllokimin periodik (ndezur ose fikur) për të rigjeneruar median e filtrit.

Në përgjithësi, për të siguruar vazhdimësinë e funksionimit, operacionet e zhbllokimit kryhen automatikisht dhe në sekuencë në një pjesë të të gjithë medias së filtrit , pjesa tjetër vazhdon filtrimin. Përkundrazi, zhbllokimi manual kërkon ndërhyrje në fund të procesit, përndryshe duhet të ndërpritet. Kohëzgjatja e bllokimit të filtrit derisa të arrihet një rënie kritike e presionit duhet të jetë në gjendje të përputhet me kohëzgjatjen e procesit.

Metodat kryesore për zhbllokimin e elementeve të filtrit janë:

• Lëkundje mekanike e cila shkakton një valë deformimi të pëlhurës së qeseve për të shkaktuar rënien e tortës së filtrit.
• Zhbllokimi duke përmbysur rrjedhën e ajrit brenda poreve të medias së filtrit . Ai kryhet automatikisht nga një kufi i humbjes së ngarkesës ose një kohëzgjatje e përcaktuar.
• Zhbllokimi pneumatik i mëngëve duke injektuar ajër të kompresuar (jet-puls), duke kundërshtuar përkohësisht filtrimin dhe duke hequr pluhurin nga filtri. Ka disavantazhin e ri-suspendimit të pluhurit, disa prej të cilëve do të vendosen në mediat fqinje; pra zhbllokimi sipas grup elementesh për të kufizuar fenomenin.

Filtrat e qeseve kërkojnë një shpejtësi të ulët filtrimi për të ruajtur rigjenerimin e filtrit. Në fakt, shpejtësia në rritje e rrjedhës nuk duhet të kundërshtojë, gjatë operacioneve të zhbllokimit gjatë funksionimit, shpejtësinë e sedimentimit të grimcave zhbllokuese. Shpejtësia e filtrimit varion midis 0,6 dhe 6 cm/s në varësi të pluhurit dhe gazit që do të trajtohet, llojit të medias së filtrit. Shpejtësia e filtrimit ose raporti i filtrimit shprehet gjithashtu në m3/h.m²

Mjetet e filtrit ofrojnë një shumëllojshmëri strukturash: pëlhura, shami me gjilpërë, përbërje, membrana, qeramikë. Ato janë bërë nga materiale sintetike (PET, najlon), minerale (qelqi), organike (celuloze). Trajtimi i këtyre fibrave synon të përmirësojë disa karakteristika : rezistencën kimike, përçueshmërinë, hidrofobinë, oleofobinë, ngjitshmërinë, lagshmërinë.

Zgjedhja e një elementi filtri bëhet sipas përqendrimit të pluhurit në rrjedhën që do të trajtohet, natyrës së pluhurit, përbërjes së gazrave, efikasitetit të kërkuar, metodës së pastrimit, rezistencës ndaj temperaturës dhe kufizimeve ekonomike.

Efikasiteti i kapjes së një kolektori pluhuri ka një minimum për grimcat me një diametër midis 0,1 dhe 0,5 µm (shumë i madh për t’u mbledhur me anë të difuzionit, shumë i vogël për t’u mbledhur nga përplasja ose përgjimi). Në 0.1µm efikasiteti arrin 95%. Përtej 0.5µm është më i madh se 99%. Nëse është e nevojshme, mund të shtohet një fazë e filtrimit të sigurisë HEPA H13 ose H14 kur përqendrimet e emetimeve që duhen arritur janë veçanërisht të ulëta.

Kjo teknikë e heqjes së pluhurit arrin një nivel të lartë ndarjeje dhe përshtatet me një shumëllojshmëri të gjerë të përqendrimeve të emetimit të pluhurit. Teknologjia e shtresës së filtrit është më e përdorura në industri për ndarjen e gazit/ngurtë, pasi mbledhësit e pluhurit të filtrit të qeseve ose fishekëve kombinojnë efikasitet të mirë me kosto tërheqëse operative.

Mbledhësit mekanikë të pluhurit: ciklonet, dekantuesit

Ciklonet

Parimi i funksionimit : rrotullimi i ajrit me pluhur në një ciklon; forca centrifugale e shtyn pluhurin në murin e tij ku grumbullohet dhe më pas sedimentohet në plesht. Ajri i pastruar ngrihet përmes qendrës së ciklonit drejt daljes që ndodhet në qendër të majës së ciklonit.

Ndarja e pluhurit është edhe më efektive kur:

• rrezja e ciklonit është e vogël (rrit forcën centrifugale)
• përqendrimi i grimcave është i lartë (promovon grumbullimin e tyre)
• dendësia e grimcave është e lartë (rruga më e shpejtë për në mur)
• temperatura e rrjedhës së ajrit është e ulët (ul viskozitetin e gazit, rrit efektin ciklonik)

Një fluks i fortë ajri në hyrjen e ciklonit nxit grumbullimin e grimcave të imëta.

Ciklonet nuk plotësojnë rregullat e ndotjes së ajrit. Për shembull , ato përdoren si grumbullues primar pluhuri ose parandarës për grimcat e trashë ose prush. Kostoja e ulët dhe thjeshtësia e tyre i bëjnë ato të favorshme për këtë përdorim. Ciklonet do të zgjidhen për të mbledhur grimca në rendin 10μm dhe më të mëdha.

Dekanterë

Kjo përfshin para-ndarjen e grimcave më të mëdha me dekantim në një mbyllje (kuti zgjerimi, dhomë dekantimi). Një shpejtësi prej 5m/s e ajrit me pluhur lejon që grimcat më të mëdha se 30µm të dekantohen.

Mbledhësit e pluhurit të lagësht: pastrues, venturi, kolona flluskash

Parimi i funksionimit: sjellja e ajrit të pluhurosur në kontakt me një lëng larës .

Ne jemi duke kërkuar për efektin e lagështimit të grimcave. Ne inkurajojmë kontaktin e lëngjeve dhe pluhurit:

• qoftë nga kondensimi i avullit rreth grimcës,
• ose duke shtuar surfaktantë për të bërë që pluhuri të ngjitet në pikën e lëngut.

Ajri pa pluhur ndahet nga lëngu i mbushur me pluhur me centrifugim ose inerci. Ndarja e pluhurit është edhe më e rëndësishme kur përzierja është intime ose pikat janë të vogla (pa qenë shumë e imët për t’u ndarë nga ajri).

Në një rondele, ajri rrjedh nga poshtë lart dhe spërkatësit nxjerrin pikat e ujit në kundërrrymë.

Një venturi lejon që shpejtësia e ajrit me pluhur të përshpejtohet me një konvergjent për të rritur ndikimin midis grimcave dhe pikave të spërkatura. Pastaj një divergjent ngadalëson shpejtësinë dhe lejon aglutinimin e pluhurit. Së fundi, rryma e ajrit kalon në një ndarës të tipit ciklon e ku pluhuri kapet me centrifugim dhe inerci. Rrjedha e ajrit pa pluhur ngrihet përmes qendrës së ciklonit në daljen qendrore në krye .

Pastruesit dhe pastruesit venturi janë efektivë për grimcat midis 0,5 dhe 1 μm. Nën 0,5µm, efikasiteti i kapjes shoqërohet me një humbje të konsiderueshme presioni, pra konsum më të madh energjie. Megjithatë, kapja e grimcave më të mëdha se një mikron rritet me përqendrimin e pluhurit.

Efikasiteti i kapjes rritet gjithashtu me shpejtësinë e rrjedhës së ujit dhe ajrit . Kjo rrit mundësinë e kontaktit të ajrit/ujit me pluhur. Për më tepër, rritja e këtyre normave të rrjedhjes në grykën e venturirit rrit në mënyrë proporcionale efikasitetin e pastruesve venturi. Mbledhja e grimcave ndikohet kryesisht nga shpejtësia e rrymës së ujit të spërkatur.

Deri në 200 µm, shtimi i një surfaktant dhe rritja e lartësisë së rënies përmirëson kapjen e pluhurit për pikat prej rreth 3 mm. Sepse surfaktanti rrit deformimin e rënies gjatë rënies dhe rrjedhimisht sipërfaqen e kontaktit të tij.

Transferimi i pluhurit nga një fazë gazi në një fazë të lëngshme mund të rezultojë në kosto të konsiderueshme përpunimi, konsum të ujit dhe energjisë në krahasim me metodën e thatë. Pastruesit përdoren për të zgjidhur problemet e sigurisë që lidhen me pluhurin shpërthyes dhe gazin e ndezshëm , ose kur ajri që trajtohet i afrohet ngopjes me ujë.

Metoda e lagësht ofron gjithashtu kolona flluskash për të hequr pluhurin nga ajri. Kjo shpërndahet në mënyrë të barabartë në seksionin e kolonës në formën e flluskave të imëta. Efikasiteti i kapjes së pluhurit rritet me lartësinë e lëngut dhe rrjedhimisht me kohën e udhëtimit të flluskës në të.

Reduktimi i shpejtësisë së rrjedhës së ajrit ndihmon në reduktimin e diametrit të flluskave dhe rrit efikasitetin e grumbullimit. Për më tepër, ky efikasitet rritet me: madhësinë e grimcave midis 1.5 dhe 20 µm (e qëndrueshme përtej, nën 1 µm: efikasitet i ulët), përdorimin e surfaktantëve, madhësinë e vrimave të shpërndarjes së gazit. Efikasiteti më i ulët i grumbullimit të grimcave nanometrike mund të përmirësohet nga imtësia e flluskave, regjimi i flluskimit, shtimi i paketimit për të përmirësuar kohën e qëndrimit të flluskës.

Ndërtimi dhe instalimi i kolonave me flluska është mjaft i thjeshtë dhe relativisht i lirë. Megjithatë, efikasiteti i kapjes mbetet i ulët në krahasim me filtrat e qeseve ose precipitatorët elektrostatikë.

Precipitatorë elektrostatikë ose precipitues elektrostatikë

Parimi i kapjes së pluhurit konsiston në ngarkimin elektrik të grimcave, pastaj përdorimin e ndërveprimeve elektrostatike për t’i devijuar ato nga rruga e rrjedhës së pluhurit. Pluhuri i ngarkuar më pas lëviz drejt një elektrode me ngarkesë elektrike të kundërt ku grumbullohet së bashku.

Elektrodat emetuese (shpesh telat) dhe elektrodat marrëse (pllakat) formojnë këtë pajisje. Një tension negativ aplikohet në anodat që lëshojnë elektrone në afërsi të tyre. Kjo ka efektin e jonizimit të molekulave të gazit, të cilat, të tërhequra nga katoda , përplasen dhe ngarkojnë elektrikisht grimcat e pluhurit përgjatë rrugës së tyre. Nga ana tjetër, grimcat e ngarkuara të pluhurit tërhiqen në pllaka dhe grumbullohen së bashku. Efikasiteti i filtrit ruhet duke zhbllokuar periodikisht pllakat duke përdorur teknika të ndryshme: dridhje, goditje me çekan, larje. Pluhuri mblidhet në një plesht dhe më pas evakuohet.

Efikasiteti i një kolektori fiks pluhuri elektrik varet nga:

• rezistenca e pluhurit (midis 10 ⁶ dhe 10 ¹⁴ Ω.cm).
• shpejtësia e kalimit të ajrit (1 deri në 4 m/s)
• fizikokimia e pluhurit
• gjeometria e elektrodave

Nën 10 ⁶ Ω.cm, pluhuri që arrin në elektrodën grumbulluese humbet lehtësisht ngarkesën e tij elektrike dhe mund të merret nga rryma e ajrit. Mbi 10 ¹⁴ Ω.cm formohet një shtresë izoluese në katodë dhe pengon efikasitetin e filtrit.

Kalimi i ajrit përmes precipitatorit elektrostatik rezulton në një humbje të ulët presioni (50-100Pa). Për të rritur efikasitetin e kolektorit elektrik të pluhurit, disa fusha të kapjes elektrike (midis 2 dhe 6) mund të vendosen në seri në varësi të progresit të heqjes së pluhurit. Kjo është optimale për grimcat më të mëdha se 100 nm. Megjithatë, kur grimcat janë më të vogla se 16 nm, precipituesit e shumtë elektrostatikë me një fushë janë më efikas. Dhe për një madhësi prej 0.2µm ne kalojmë një efikasitet minimal të kapjes.

Elektrodat emetuese me diametër të vogël dhe elektrodat grumbulluese me sipërfaqe të madhe rrisin efikasitetin e grumbullimit të pluhurit.

Rregullimi i gabuar i tensionit mund të shkaktojë prishje ndërmjet elektrodave, pra rrezik shpërthimi. Një precipitues elektrostatik i lagësht trajton këtë rrezik. Parimi i funksionimit është identik me precipituesin elektrostatik të thatë. Dallimi vjen nga prania e një filmi të lagësht në elektrodat grumbulluese të furnizuara nga ujitja me pika. Kapja

Vëllimi i një precipituesi elektrostatik është i rëndësishëm ; investimi që përfaqëson gjithashtu. Konsumi i energjisë elektrike dhe nevoja për personel të kualifikuar e bëjnë koston e funksionimit të saj të lartë. Precipituesit elektrostatikë rekomandohen për shpejtësi të mëdha të rrjedhjes së gazit (80,000 ^m3 /h). Ato përdoren kryesisht në industrinë e rëndë: industrinë e çelikut, njësitë e djegies së mbetjeve, fabrikat e çimentos, njësitë e prodhimit të energjisë.

konkluzioni

Heqja e pluhurit përfshin disa efekte për të ndarë grimcat nga rrjedha e ajrit: dekantim, ndikim, centrifugim, lagështim, filtrim, tërheqje elektrostatike. Mbledhësit e pluhurit shpesh kombinojnë disa për të arritur nivelin e synuar të heqjes së pluhurit. Kjo realizon kritere të tjera që hyjnë në lojë në varësi të kontekstit industrial, si lëvizshmëria, vendndodhja e kolektorit të pluhurit , etj.