فيلتراسيون گازها بخش اول

فيلتراسيون گازها

استفاده از یک سیستم فیلتراسیون مناسب و با عملکرد مطلوب ضمن ممانعت از افت فشار جریان گاز و انسداد مجاری باریک در شبکه گازرسانی، از صدمه به تجهیزات ایستگاه های تقلیل فشار گاز از قبیل کنتورها و رگولاتورها جلوگیری می کند.

بهترین راه حل اقتصادی جهت مقابله با مشکل فوق و صرفه جویی در هزینه های عملیاتی و تعمیراتی، استفاده از یک سیستم فیلتراسیون با بازدهی بالا می باشد که ذرات جامد و رطوبت همراه گاز طبیعی را جدا سازد.

سرمایه گذاری در تمامی انواع تصفیه گازها یا فيلتراسيون گاز بالغ بر یك ششم(16درصد)كل سرمایه گذاری جهانی مربوط به عملیات تصفیه وجداسازی می گردد. در نتیجه این بخش از صنعت تصفیه با در نظر گرفتن این موضوع كه كیفیت هوای تنفسی افراد و ماشین آلات در برخی از كاربردها بسیار حیاتی می باشد، اهمیت زیادی كسب نموده است.

در این سری مقالات كلیه جوانب مربوط به تصفیه هوا و فيلتراسيون گازها مانند ورودی ها و خروجی ها، گرم یا سرد، فضاهای كاری و زندگی، ماشین آلات و تنفس خواهیم پرداخت.

مانند سیستم های نیوماتیك، با هوا بعنوان یك سیال عامل برخورد خواهد شد و بازیابی گرد و غبار از فرایند و گازهای تخلیه موتور مدنظر قرار خواهد گرفت. در كلیه كاربردها نیاز به تصفیه ذرات ریز به شدت محسوس بوده و به تدریج تقویت نیز خواهد شد.

درك افراد از اهمیت كیفیت هوای محیط رو به رشد است و استانداردهای كیفیت هوا نسبت به 50 سال قبل پیشرفت قابل توجهی داشته اند. تصفیه هوا فرایندی است كه در درجه اول برای دستیابی به استانداردهای بالاتر الزامی است.

در این مبحث بطور كامل به كاربردهای تصفیه هوا می پردازیم، گرچه بطور مختصر به یك یا دو روش غیر از تصفیه در تمیز كردن گازها نیز خواهیم پرداخت. دستگاه گریز از مركز موتوری نقش مهمی را ایفاء نخواهد كرد.

یكی از مشخصات مهم در اغلب كاربردهای تصفیه گازها غلظت نسبتا كم آلاینده های هوای ورودی است كه معمولا توام با دبی زیاد گازهای ورودی است.

بنابراین عملكرد اكثر فیلترهای گازی پاك سازی است كه در آن توجه زیادی به مدیریت گرد و غبار جمع شده مبذول نمی گردد، هرچند بعنوان استثناء می توان به فیلترهای مورد استفاده در غبارگیرها اشار ه نمود.

كیفیت هوای داخل

اغلب فیلترهای هوا در سیستم های كنترل كننده هوای گردشی (در كاربردهای مسكونی، تجاری و آموزشی) و در فضاهای كاری خصوصا كاربردهای رو به رشد اتاق های تمیز مورد استفاده در فرایندهای مونتاژ یافت می شوند.

در حال حاضر انواع فیلترهای دیگر نیز به این جمع اضافه شده كه می توان به فیلترهای ونت كنترل كننده خروجی فضاهای كاری اشاره نمود كه در آنها محیط كاری خطرناك تلقی می گردد.

دسته بندی مناسب تر فیلترها تحت عنوان تهویه مطبوع(یاHVAC) مربوط به آن دسته از فیلترهایی می گردد كه برای بهبود كیفیت هوای داخل (IAQ) كه افراد در آن زندگی یا كار می كنند، به كار می روند.

در حال حاضر عقیده بر این است كه “سندروم ساختمان های مریض” كه باعث می شود هنگامی كه افراد در ساختمان حضور دارند احساس بیماری داشته و به محض خروج از ساختمان سلامتی خود را به تدریج بازیابند ، یك بیماری تهویه مطبوع است كه احتمالا با استفاده از تصفیه بهتر هوا درمان می شود.

در این قسمت به دو فیلتری كه برای تمیز كردن هوا به كار می روند، اشاره می شود، یعنی تصفیه هوایی كه نسبتا درصد كمی از آلاینده ها را بهمراه دارد و سیستم هایی كه این فیلترها در آنها به كار رفته اند.

در شكل 1 اندازه آلاینده های موجود در هوا ذكر شده است.فیلترهای مورد استفاده در تصفیه هوا به سه دسته تقسیم می شوند:

فیلترهای اولیه

برای جذب اكثریت ذرات درشت غبار در اندازه 5تا10 میكرون بكار رفته ودارای ظرفیت جذب غبار بالایی می باشند. این فیلترها معمولا شامل فیلترهای تخت خشك یا رول فیلترها بوده كه قادر به كار با سرعت های بالا نیز می باشند.

فیلترهای مرحله دوم

با جنس پارچه ریزتر برای جذب ذرات ریزتر مانند ذرات با اندازه 5 میكرومتر یا كوچكتر كه از فیلتر اولیه عبور می كنند بكار می روند. این ذرات كوچكتر(0.5 تا 5 میكرون) مضرترین ذرات موجود در جریان هوا بوده كه تاثیرات مخربی بر دكوراسیون ساختمان ها، ماشین آلات و تجهیزات تحت فشار و… دارند.

این فیلترها می توانند از نوع تخت (پانل)، پاكتی یا كیسه ای با عمق مناسب باشند؛ حداكثر سرعت هوا در آنها مقادیر پائینی داشته كه حدود 0.12 متر بر ثانیه یا كمتر است.

فیلترهای مرحله نهایی

این نوع فیلترها حتی با ذرات ریز میكرومتری نیز راندمان های بسیار بالایی حدود 99/95 درصد یا بالاتر را تامین می نمایند.

دو نوع اصلی این فیلترها شامل فیلترهای با راندمان بالای جذب ذرات (HEPA) و فیلترهای با راندمان مافوق بالا (UPLA) می باشند كه از پارچه های الیاف مصنوعی با دانسیته بالا تولید شده و بصورت پلیسه دار عرضه می شوند؛

سرعت هوا در آنها به 0.03 متر بر ثانیه محدود می شود.فیلترهای الكترواستاتیك نیز در این دسته بندی در نظر گرفته شده اند، چون ظرفیت بالایی را برای تصفیه غبارهای خیلی ریز از خود نشان می دهند، هرچند این فیلترها قادر به كار با سرعتهای خیلی بالاتر می باشند.

یك سیستم یك مرحله ای دارای فیلترهای با راندمان متوسط كمترین هزینه اولیه را در بر دارد، اما همانگونه كه بیان شد قادر به تصفیه آلاینده های با ذرات خیلی ریز نمی باشد. سیستم چند مرحله ای به راحتی كلیه آلاینده های موجود در هوا را تصفیه می كند، اما نیاز به هزینه سرمایه گذاری بالایی دارد.

هزینه فیلتر به تنهایی مقدار قابل توجهی را به خود اختصاص نمی دهد، چون فیلترهای اولیه ارزان قیمت عمر كاری فیلترهای گران قیمت با راندمان بالا را افزایش می دهند.

پیامدهای نصب فیلتر هوای ناكارآمد

باید توجه خاصی به پیامدهای نصب فیلترهای ناكارآمد در دستگاه های هواساز مبذول داشت، چون باعث خواهند شد ذرات ریز وارد سیستم هوارسانی شوند. در یك مدت زمان مشخص آلاینده های موجود در هوا باعث ایجاد خطر در سیستم هوارسانی می شوند.

به همان اندازه كه انتخاب فیلتر مناسب است اهمیت دارد، تعمیر و نگهداری مناسب سیستم نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است فیلترهای كثیف در مقابل عبور جریان هوا از خود مقاومت نشان می دهند و باعث كاهش راندمان و سرانجام آسیب دیدن سیستم هوارسانی و توزیع هوا شده و موجب می شوند گرد و غبار و آلاینده ها، مدام در گردش باشند.

تا زمانی كه سیستم تصفیه هوای چند مرحله ای شكل 2 در شرایط مناسبی نگهداری شود، هوای خروجی آن تمیز خواهد بود.

فیلترهای هوا و سایر تجهیزات تمیز كننده را می توان به شرح زیر طبقه بندی نمود:

• فیلترهای كارتریجی: عمدتا در فیلترهای ورودی موتور و سیستم های هوای فشرده به كار می روند.
• فیلترهای نمدی: به صورت قطعات یكبار مصرف و از تكه های سطح الیاف ضخیم تهیه شده و در قاب یا پانل نصب می شوند.
• فیلترهای تخت: فیلترهای مختلفی (شامل نوع نمدی) با انواع پارچه ها می توانند بصورت یكبار مصرف (با استفاده از الیاف مصنوعی یا الیاف شیشه ای تابیده شده) یا قابل شستشو (با استفاده از فوم پلی یورتان یا سایر مواد مشابه)، قابل تمیز كردن (مانند یك شبكه سیمی فلزی كه با غوطه ور شدن در یك وان روغن تمیز می شود) و غیرقابل احتراق ساخته شوند.
• فیلترهای تخت لزج : پارچه های این نوع فیلتر به روغن آغشته شده یا الیاف خشك كه به یك نوع ژل چسبنده آغشته می شوند.
• رول فیلترها: كه معمولا از فیلترهای تخت ساخته می شوند كه به صورت خودكار در یك قاب فلزی حركت كرده و در عین حالی كه در یك طرف آنها گرد و غبار جذب شده طرف مقابل تمیز است.
• فیلترهای تخت دوار لزج: بصورت یك پرده فلزی متحرك ساخته شده و به صورت مداوم در حال حركت در یك قاب بوده و از یك وان روغن نیز عبور داده می شوند (روغن هم بعنوان یك عامل آغشته كردن فیلتر و هم برای تمیز كردن آن بكار می رود).
• فیلترهای پاكتی یا كیسه ای: معمولا به صورت چند تكه و توسط دیوار جداكننده در یك قاب فلزی قرار داده می شوند و قادر به تصفیه هوا با راندمان های بالا می باشند.

فیلترهای هپا (HEPA) و اولپا (ULPA) برای مرحله تصفیه نهایی هوا

• فیلترهای الكترواستاتیك: در دو نوع خشك یا انواعی كه بصورت دوره ای توسط آب تمیز می شوند، به بازار ارائه می گردند. در نوع خشك غبار در فیلترهای كیسه ای یا فیلتر جداگانه ای واقع در پایین دست جذب می شود.
• لوورها: نوعی از جداكننده است كه بصورت آیرودینامیك طراحی می شود و قادر به جمع آوری قطرات غبار مایع است.
• جداكننده ها: انواع مختلفی از تجهیزات بوده كه براساس اصول آیرودینامیك كار می كنندو
• اسكرابرها: جداكننده های خشك یا تر می باشند كه توسط پاشش مایعات یا استفاده از سطوح جامد متراكم كارمی كنند (شبیه سطوح خنك كننده و برج های خنك كن).

طبقه بندی انواع فیلتر هوا

فیلتر هوا بر اساس راندمان تصفیه هوای تعریف شده طبق شرایط استاندارد طبقه بندی می شوند. هیچگونه استاندارد واحد بین المللی برای چنین كاری وجود ندارد، اما استانداردهای اروپا(CEN)، كمیته اروپایی سازندگان تجهیزات تبرید و هوارسانی(ERUOVENT)، و انجمن مهندسان گرمایش، تبرید و تهویه مطبوع آمریكا(ASHRAE) تدوین شده اند.

جدول 1 طبقه بندی CEN و ERUOVENT را برای فیلترهای مورد استفاده در تهویه نشان می دهد.

در جدول 2 نیز شبیه جدول 1 و بر اساس استاندارد 52.2 ASHRAE تهیه شده است. این طبقه بندی ها یك روش مطمئن برای طراحی سیستم های تصفیه هوا براساس میزان وزنی غبار مصنوعی و میانگین راندمان جذب غبار فراهم نموده اند، هر چند آزمایش دارای پیچیدگی هایی است از جمله شرایط و روش های متفاوت برای انجام آن و قابلیت جذب ذرات و مواد متفاوت.

پارچه فایبرگلاس

پارچه فایبرگلاس در جاهایی كه ظرفیت های زیاد جذب غبار مورد نظر باشد بكار می رود گرچه به دلیل امكان پخش ذرات (احتمال آن در صورت استفاده از روش تكه های ریز نسبت به حالت استفاده از تارهای پیوسته بیشتر است) در حال حاضر از الیاف آلی مصنوعی غیر ریزشی و غیرشكننده استفاده می شود.

پارچه فیلترهای مصنوعی

پارچه فیلترهای مصنوعی دارای ساختار پیشرفته با عملكرد و چگالی بالا هستند؛ تابیده نشده حاصل از الیاف مصنوعی بوده؛ توسط حرارت یا رزین به یكدیگر پیوند خورده اند و یك روكش چسبنده با عمق كافی روی هریك از الیاف مصنوعی پوشانده می شود.

فیلتر هوا ی ساخته شده از الیاف مصنوعی قابل استفاده در بسیاری از كاربردهای هوای تازه یا برگشتی بوده و خصوصا برای تهیه ادارات؛ كارخانجات و ساختمان های عمومی، دستگاه های هواساز بیمارستان ها، اتاق های كامپیوتر، مدارس، كارخانجات داروسازی، اتاق های تمیز و آزمایشگاه ها مناسب می باشند.

! کپی ممنوع * استفاده از مطالب اين سايت فقط با ذكر نام منبع بلامانع مي باشد * کپی ممنوع !