کنترل ذرات معلق و گرد و غبار صنعتی یکی از مهمترین چالشها در حوزه فیلتراسیون و حفاظت از محیطزیست است. انواع جمعکنندههای گرد و غبار شامل سایکلونها، غبارگیرهای کیسهای (Baghouse)، الکترواستاتیکها (ESP)، اسکرابرهای تر و خشک، فیلترهای سرامیکی و سایر فناوریهای نوین برای این منظور مورد استفاده قرار میگیرد که هرکدام ویژگیهای طراحی، راندمان جداسازی، محدودیتها و شرایط کاربرد متفاوت دارند. انتخاب سیستم بهینه فیلتراسیون وابسته به نوع ذرات، دما، شرایط خورندگی، هزینههای بهرهبرداری و الزامات زیستمحیطی است. فیلترهای پارچهای و سرامیکی، بهویژه در ترکیب با فناوریهای پوششدهی و اصلاح سطح، راندمانی بالای ۹۹٪ ارائه میدهند. همچنین اسکرابر تر و نیمهخشک در تصفیه گازهای حاوی ترکیبات اسیدی و گوگردی عملکرد مؤثری دارند. توسعه مدیاهای پیشرفته و طراحیهای ترکیبی میتواند گام مهمی در ارتقای کارایی و پایداری سیستمهای کنترل آلودگی هوا باشد.
یکی از ویژگیهای مهم در بیشتر فرآیندهای فیلتراسیون گاز این است که غلظت آلایندهها در هوای ورودی نسبتاً پایین است، در حالیکه دبی جریان گاز معمولاً بسیار بالا میباشد. بنابراین، وظیفه اصلی اغلب فیلترهای گاز، در واقع شفافسازی یا تصفیه جریان است؛ به همین دلیل، مدیریت گردوغبار جمعآوریشده معمولاً اهمیت زیادی ندارد – مگر در مواردی که فیلترها بهعنوان جمعکننده گردوغبار در جریانهای خروجی (Exhaust Stream Dust Collectors) به کار میروند.
بیشتر کاربردهای تخصصی بررسیشده در حوزه فیلتراسیون، مربوط به آلایندههایی هستند که تنها در غلظتهای نسبتاً پایین در سیال حامل خود وجود دارند. با این حال، در فرآیند پاکسازی گازها از ذرات گرد و غبار، ممکن است با غلظتهای بسیار بالای مواد جامد روبهرو شویم؛ بهویژه در مواردی مانند خروجی کورهها، آسیابها یا سیستمهای انتقال پنوماتیک. در چنین غلظتهای بالایی، نخستین گام متداول استفاده از سایکلون (Cyclone) است که میتواند ذرات معلق را با کارایی بالا جدا کرده و آنها را در شکلی قابلجمعآوری و آسان برای حمل، تحویل دهد.
انواع مختلف جمعکنندههای کردوغبار که میتوان از آنها استفاده کرد به شرح زیر هستند:
بگهاوس – که بهطور گسترده با عنوان به همین نام شناخته میشوند، زیرا در آنها عناصر جمعآوری معمولاً (ولی نه همیشه) کیسههای فیلتر هستند – طیف وسیعی از کاربردها را در حذف گرد و غبار از جریانهای هوا یا گاز، در بازههای مختلفی از غلظتهای ورودی ذرات جامد، پوشش میدهند. عملکرد بالقوه این سیستمها از بسیاری از انواع دیگر جداکنندهها و جمعکنندهها برتر است.
فیلترهای پارچهای عموماً از یک روش واحد برای جداسازی ذرات جامد از جریان هوا استفاده میکنند. در این فرایند، هوای آلوده به گرد و غبار از میان یک لوله یا محفظه پارچهای عبور میکند. ذراتی که بزرگتر از منافذ بافت فیلتر هستند، بهوسیله مکانیزم ساده غربالگری (Sieving) جدا میشوند. در مراحل اولیه، سایر سازوکارهای جذب از جمله برخورد مستقیم (Interception) و رسوب الکترواستاتیک نیز نقش دارند.
بهسرعت، لایهای از ذرات غبار بر سطح ورودی هوای پارچه تشکیل میشود. این کیک غباری خود به یک فیلتر بسیار کارآمد تبدیل میشود که قادر است ذرات بسیار ریز در مقیاس زیرمیکرون و حتی بخارات را نیز حذف کند. در این مرحله، پارچه بیشتر نقش بستر نگهدارنده کیک غباری را ایفا میکند تا عامل اصلی فیلتراسیون. از نظر اصول عملکرد، این پدیده شباهت زیادی – هرچند نه از لحاظ نحوه اجرا – با فیلترهای شمعی (Candle Filters) در فیلتراسیون جامد – مایع دارد. در نهایت، زمانی که اختلاف فشار به حد معینی برسد، فرایند تمیزکاری المنتهای فیلتر آغاز میشود تا کارایی سیستم حفظ گردد.
از نظر راندمان فیلتراسیون، پارچههای بیبافت (مانند نمدها و لایههای اسپانباند) نسبت به پارچههای بافتهشده کارایی بیشتری دارند؛ زیرا نواحی باز در آنها کوچکتر است و علاوه بر سطح، دارای عمق مؤثر فیلتراسیون نیز هستند. راندمان این نوع پارچهها را میتوان با استفاده از الیاف با قطر کمتر، تراکم بالاتر یا وزن بیشتر الیاف در واحد سطح افزایش داد. البته، افزایش راندمان معمولاً با کاهش نفوذپذیری (Permeability) و در بسیاری موارد کاهش قابلیت تمیزشوندگی (Cleanability) همراه است. نمودار شکل ۱ این پدیده را در مقیاس یک چرخه فیلتراسیون بهطور واضح نمایش میدهد.
راندمان فیلتراسیون در فیلترهای پارچهای یک مقدار ثابت نیست. در طول هر چرخه کاری، با تشکیل کیک غباری روی سطح فیلتر، راندمان افزایش و نفوذپذیری کاهش مییابد. این روند در طول زمان (هفتهها و ماهها) نیز ادامه پیدا میکند، زیرا پارچه بهتدریج با ذرات غبار اشباع میشود. بنابراین، انتخاب نوع پارچه در اصل یک مصالحه بین راندمان، قابلیت تمیزشوندگی و نفوذپذیری است (شکل ۲).
هیچ فیلتر پارچهای را نمیتوان صددرصد کارا ساخت، اما با انتخاب صحیح پارچه، طراحی مناسب و ابعادگذاری دقیق، یک بگهاوس میتواند بهطور پیوسته با راندمانی بیش از ۹۹٪ برای یک اندازه ذره مشخص عمل کند. پایان هر چرخه استفاده، زمانی است که مقاومت جریان به حدی برسد که دبی عبوری هوا کمتر از مقدار قابلقبول شود. با این حال، بگهاوسها معمولاً طوری طراحی میشوند که بتوانند با تمیزکاری دورهای المنتها بهصورت تکی یا گروهی (بانکی/ردیفی) به شکل پیوسته کار کنند.
یکی از روشهای بهبود راندمان فیلترهای پارچهای، استفاده از پوشش بر سطح ورودی پارچه است. این پوشش ممکن است بهصورت اسپری یا به شکل یک غشا (Membrane) روی بستر اغلب نمد سوزنی یا Needlefeltاعمال شود. این غشا دارای تعداد زیادی منافذ ریز است که فرآیند فیلتراسیون را انجام داده و ذرات را روی سطح نگه میدارد؛ بدین ترتیب از گرفتگی ناشی از نفوذ ذرات به عمق بافت جلوگیری میشود. نقش اصلی نمد سوزنی در این ساختار، تأمین استحکام مکانیکی برای تحمل سایش در حین استفاده است. هرچند این غشا راندمان بالایی دارد، اما به دلیل هزینه بالا، استفاده از آن بیشتر محدود به کاربردهایی است که مشکل جدی گرفتگی یا رهایش گردوغبار دارند.
اعمال غشا روی نمد سوزنی در واقع یک ساختار لمینیت ایجاد میکند. رویکرد دیگر، اعمال یک پوشش میکروحفرهای (Microporous Coating) روی بستر نمد سوزنی است که بهعنوان سلول غشایی عمل میکند. بر خلاف غشا، این پوشش بهتنهایی قابلیت وجود ندارد و وابسته به بستر است. برای این منظور، از یک امولسیون پلیمری بهوسیله روشهای پوششدهی تخصصی استفاده میشود تا یک ساختار سلولی ریز و منظم روی سطح ایجاد گردد. سپس این پوشش در شرایطی خشک میشود که پلیمرها پخت نمیشوند، تا بتوان پردازشهای بعدی را برای تشکیل یک غشای میکروحفره انجام داد. از کاربردهای متداول این نوع پوشش میتوان به فیلتراسیون غبار PVC و جمعآوری خاکستر (Fly Ash) از بویلرهای زغالسنگ اشاره کرد.
عامل دیگری که در انتخاب مدیای فیلتر باید مدنظر قرار گیرد، سختی (Stiffness) پارچه است. مدیاهای فیلتر در سه دسته سخت، نیمهسخت و انعطافپذیر در دسترس هستند.
مدیاهای سخت معمولاً بهترین نتایج فیلتراسیون را ارائه میدهند، اما در مواجهه با گردوغبار چسبنده یا دارای بخارات روغنی عملکرد ضعیفتری دارند. مدیاهای نیمهسخت، در صورت ترکیب با مکانیزم تمیزکاری مناسب، میتوانند گزینهای کارآمد و متعادل باشند.
نمونهای از منحنیهای واقعی راندمان (بر حسب اندازه ذرات غبار ورودی) و افت فشار (بر حسب زمان سپریشده از آخرین تمیزکاری) در شکلهای ۳ و ۴ نشان داده شده است. این نتایج مربوط به سه نوع مدیای فیلتری هستند: نمد سوزنی (Needled Felt)، نمد سوزنی پس از کلندرینگ (فرآیند اصلاح سطحی از طریق عبور از میان غلتکهای تحت فشار) و یک ماده الیافی اسپانباند میکروحفرهای (Microporous Spun-Bonded Fibre).
تفاوت اصلی میان نمدهای سوزنی و مدیای الیافی میکروحفرهای در این است که در نمدهای سوزنی، بخش بیشتری از فرآیند فیلتراسیون از نوع عمقی (Depth Filtration) است.
شکل پایهای یک فیلتر پارچهای، یک محفظه بزرگ است (شکل ۵) که شامل بخش هوای تمیز (در اینجا بالای خط تیره، حدود ۱۵٪ از بالای سازه) بوده و بهوسیله یک صفحه یا صفحه لوله (Tube Sheet) از بخش هوای آلوده جدا میشود. صدها المنت فیلتری – شامل کیسههای فیلتر با قفسههای داخلی نگهدارنده یا المنتهای سرامیکی خودایستا – از صفحه لوله آویزان میشوند. جریان هوا ابتدا وارد محفظه آلوده میشود، سپس از میان المنت فیلتری عبور کرده، به داخل سوراخهای صفحه لوله وارد شده و در نهایت به بخش هوای تمیز منتقل میگردد. شکل ۳ لولههای مخصوص هوای برگشتی (Blowback Air) را که درست بالای صفحه لوله قرار دارند، بهخوبی نشان میدهد.
متداولترین نوع المنت فیلتری در این سیستمها یک لوله یا کیسه استوانهای از جنس پارچه فیلتر به همراه یک قفسه نگهدارنده داخلی است. این کیسهها ممکن است استوانهای (که گاهی به آن Stocking نیز گفته میشود) یا تخت باشند Pocket) یا (Envelope عملکرد کیسهها و پاکتها در شرایط یکسان از نظر جنس ماده و نسبت هوادهی به سطح پارچه (Air-to-Cloth Ratio) مشابه است؛ تفاوت اصلی در روش تمیزکاری آنهاست (شکل ۶).
علاوه بر این، از مدیاهای چینخورده (Pleated Media) بهصورت کارتریج یا پنل نیز در فیلترهای پارچهای استفاده میشود که اغلب بهصورت افقی در محفظه نصب میگردند (شکل ۷). این نوع کارتریجها باعث صرفهجویی در فضا و انرژی میشوند. المنتهای فیلتری در این دسته معمولاً از ترکیب الیاف سلولزی (کاغذی)، منسوجات بیبافت اسپان لیس یا اسپانباند پلیاستر و پلیپروپیلن یا در برخی موارد از غشاها ساخته میشوند. هندسه چینها بسته به قطر المنتها متغیر است.
تمیزکاری کارتریجها میتواند با استفاده از شیکرهای مکانیکی یا بیشتر با روشهای پالس جت هوای فشرده و هوای برگشتی معکوس (Reverse Blow Cleaning) انجام گیرد. روش آخر تمیزکاری یکنواختتری را در کل سطح المنت فیلتر ایجاد میکند. هرچند ممکن است مقادیر اندکی غبار در چینهای کارتریج باقی بماند و به مرور زمان موجب کاهش سطح مؤثر فیلتراسیون گردد، اما این موضوع معمولاً تأثیر قابل توجهی بر عملکرد کلی یا طول عمر فیلتر ندارد.
ابعادگذاری یا تعیین ظرفیت یک فیلتر پارچهای معمولاً بر اساس نسبت هوا به سطح پارچه بیان میشود که بهصورت (یا واحدهای همارز) تعریف میگردد. این نسبت در واقع نشاندهنده میانگین سرعت جریان گاز از میان سطح فیلتر است و به همین دلیل گاهی از آن با عنوان سرعت سطحی (Face Velocity) نیز یاد میشود.
بهطور معمول، این مقدار در بازهای بین ۰.۳ تا ۳.۵ متر بر دقیقه قرار دارد، اما میانگینهای رایج اغلب در محدوده ۰.۶ تا ۱.۲ متر بر دقیقه هستند. هرچه غلظت گردوغبار کمتر باشد و/یا فاصلههای تمیزکاری کوتاهتر انتخاب شود، میتوان از سرعتهای بالاتر فیلتراسیون استفاده کرد. نسبت هوا به سطح فیلتر همچنین تحت تأثیر نوع گردوغبار و روش تمیزکاری مورد استفاده قرار دارد.
الکتروفیلتر هیدرواستاتیکی را میتوان نوعی اسکرابر گریز از مرکز یا سانتریفیوژ تر دانست. این دستگاه در اصل یک غبارگیر تر است که ذرات گردوغبار را به کمک دو عامل به دام میاندازد:
در این سیستم، جریان هوای آلوده با سرعت اجباری وارد دستگاه میشود و مقدار مشخصی آب را به همراه خود حمل میکند. در بخش جداکننده اینرسی، آب توسط جریان هوا در قالب یک لایهی آشفته (Turbulent Sheet) پخش میشود. تغییرات سریع جهت جریان باعث میشود نیروی گریز از مرکز ذرات گردوغبار را وادار کند تا به داخل فیلم آبی نفوذ کرده و بهطور دائم در آن به دام بیفتند. در این فرآیند، آب بهصورت مداوم بازچرخانی میشود و چون پردهی آبی (Water Curtain) بهوسیله جریان هوا تولید میگردد، نیازی به پمپ یا نازل پاشش وجود ندارد.
سطح آب در سمت هوای تمیز همیشه در ارتفاع ثابت نگه داشته میشود، صرفنظر از میزان دبی هوای ورودی. زمانی که دبی جریان هوا کاهش یابد، افت فشار در پروانه دستگاه کم میشود. این امر باعث ورود آب جبرانی و افزایش سطح آب در سمت هوای آلوده میگردد. بالا آمدن سطح آب در این بخش مسیر عبور هوا در پروانه را محدود میکند و در نتیجه، سرعت جریان هوا در دهانه تنگشده افزایش مییابد. این مکانیسم باعث میشود که سرعت برخوردی تقریباً ثابت باقی بماند و همان حجم آب بهوسیله جریان هوا جابهجا شود. به این ترتیب، حتی در شرایط کاهش دبی هوا نیز عمل شستوشو و راندمان جمعآوری ذرات حفظ میشود.
نیاز به تصفیه گازهای خروجی از کورهها و اجاقهای صنعتی، آسیابها، نیروگاهها و همچنین واحدهای سوزاندن زباله به منظور ایمنسازی محیط، منجر به وضع قوانین سختگیرانه، تعیین حدود انتشار آلایندهها و اعمال مجازاتهای سنگین در صورت عدم رعایت شده است.
سیستمهای تصفیه گاز برای این کاربردها محصولات با کارایی بالا هستند و از انواع ESPها، فیلترهای پارچهای (Baghouse) و فیلترهای ویژه برای حذف گرد و خاک و خاکستر از گازهای داغ تشکیل میشوند.
سیستمهای تصفیه شامل:
جدول ۳.۳ محدودهای از کاربردهای مختلف تصفیه گاز خروجی را ارائه میدهد.
سیستمهای تصفیه گاز برای نیروگاهها، واحدهای تولید همزمان برق حرارتی، واحدهای سوزاندن زباله، صنایع سیمان، شیشه، کاغذ، متالورژی و بسیاری از صنایع دیگر که گازهای خروجی آلاینده تولید میکنند، طراحی میشوند. شکل ۸ یک شماتیک از بخشی از یک واحد حذف گوگرد گاز خروجی را نشان میدهد که پیچیدگی آن را به تصویر میکشد.
در عمل، ترکیب گازهای خروجی بسیار متنوع است. بسته به فرآیند احتراق یا ذوب، این گازها ممکن است نسبتاً خفیف یا بالعکس انفجاری و خورنده باشند، و دما در بازه ۶۵ تا بیش از ۶۰۰ درجه سانتیگراد تغییر کند.
فرآیند اسکرابینگ خشک اگرچه بیش از ۳۰ سال پیش توسعه یافته است، اما در سالهای اخیر به یکی از واحدهای کلیدی برای حذف گازهای اسیدی، بهویژه در تصفیه گاز دودکش حاصل از احتراق و زبالهسوزی تبدیل شده است.
در این روش، پودر آهک یا سنگآهک مستقیماً و در دمای بالا به داخل کوره پاشیده میشود. این شرایط باعث ایجاد تخلخل یا ترک در ذرات میگردد و در نتیجه، ظرفیت و قابلیت جذب آنها بهبود مییابد.
هرچند راندمان حذف در اسکرابینگ خشک نسبت به روشهای تر (Wet) یا نیمهخشک (Semi-dry) پایینتر است، اما این فرآیند دارای هزینه سرمایهگذاری بسیار کمتر و ساختاری سادهتر میباشد. همچنین مشکلاتی که در فرآیندهای مرطوب رخ میدهند از جمله رسوبگذاری یا نیاز به فیلتراسیون جامد–مایع در این روش وجود ندارد. با این حال، در صورت استفاده از بگهاوسها ممکن است همچنان تزریق آب برای خنکسازی گاز دودکش مورد نیاز باشد.
بخشی از واکنشها در طول انتقال جاذب (Sorbent) همراه با گاز اتفاق میافتد، اما خنثیسازی بیشتر در کیک غبار تشکیلشده روی کیسههای فیلتر یا المانهای سرامیکی در بگهاوس رخ میدهد. علاوه بر این، برای برآوردهکردن الزامات سختگیرانه در زمینه حذف فلزات سنگین و همچنین دیاکسینها و فورانها، از جاذبهای اصلاحشده (مانند کربن فعال یا کک) نیز استفاده میشود.
به طور کلی، تاکنون واحدهای اسکرابینگ خشک بیشتر در مقیاس کوچکتر نسبت به روشهای مرطوب اجرا شدهاند، هرچند امروزه سیستمهای بزرگتر نیز در حال طراحی و احداث میباشند.
در فرآیند اسکرابینگ تر، گازهای آلوده از برج جذب به سمت بالا حرکت میکنند، در حالیکه از بالا، مایعی به صورت پاشش (Spray) به سمت پایین جریان دارد. این مایع میتواند آب خالص، یک محلول آبی شیمیایی متناسب با نوع آلایندهها، یا حتی دوغاب رقیقی از همان جامدی باشد که در اسکرابینگ خشک به کار میرود.
اثر مشابهی را میتوان با عبور گاز از میان یک بستر پرشده (Packed Bed) از جامدات خنثی ایجاد کرد؛ بهطوری که مایع جاذب از بالای بستر بر روی آن جریان یابد و در تماس مستقیم با گاز قرار گیرد.
برای حذف SO₂ معمولاً از محلول آبی آهک استفاده میشود. در این فرآیند، اکسیداسیون SO₂ منجر به تشکیل سولفات کلسیم (گچ صنعتی) میگردد که به صورت یک جامد قابل بازیافت بوده و میتواند به عنوان مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد.
از یک سو، گاز در حین حرکت به سمت بالا خنک میشود که میتواند یک مزیت محسوب شود؛ اما از سوی دیگر، در خروجی برج، گاز کاملاً با بخار آب اشباع خواهد شد که معمولاً یک عیب جدی محسوب میشود.
در نهایت، نتیجهی اسکرابینگ تر این است که مسئله آلودگی از یک جریان گازی به یک جریان مایع منتقل میشود، که خود ممکن است پیچیدگیهای بیشتری در تصفیه و دفع ایجاد کند.
در فرآیندهای تصفیه گاز به روش نیمهخشک، یک مایع – که معمولاً دوغاب آهک (Lime Slurry) است – از طریق یک یا چند نازل پاشش در قسمت بالای برج جذب (Absorption Tower) به درون جریان گاز دودکش تزریق میشود.
دوغاب پس از ورود به تماس مستقیم با گاز، با آلایندهها واکنش نشان میدهد. بخشی از مایع موجود در دوغاب به دلیل دمای بالای گاز، به سرعت تبخیر شده و وارد جریان گاز میگردد. با این حال، در صورت کنترل دقیق شرایط جریان و تبادل حرارت، میتوان شرایطی ایجاد کرد که محصول خروجی از پایین برج تقریباً به صورت خشک باشد.
آرامیدها (Aramides) یا همان پلیآمیدهای آروماتیک، خاصیت غیرقابلاحتراق بودن دارند و تنها اندکی دچار کربنیزه شدن میشوند. این ویژگی باعث شده است که بهطور موفقیتآمیزی در طیف وسیعی از کاربردهای فیلتراسیون گازهای داغ مورد استفاده قرار گیرند. از جمله کاربردهای رایج آنها میتوان به گازشویی کورههای شفت کوتاه، کورههای کوپلا، واحدهای اختلاط قیر، زبالهسوزها و انواع مختلف کورهها اشاره کرد.
پلیتترافلوئورواتیلن (PTFE) بهصورت نخ و نمد فیلتر، مقاومت بسیار بالایی در برابر حرارت، مواد شیمیایی، همراه با افت فشار کم و راندمان بالای حذف ذرات ارائه میدهد. این نوع مدیا بهویژه در شرایطی که ترکیبی از دما و خورندگی شدید وجود دارد، استفاده میشود؛ مانند زبالهسوزی، سیستمهای سوخت نفت سنگین، ذوب فلزات غیرآهنی، مشعلهای دوغابی، تولید دوده و تصفیه کلر گازی در فرآیند تولید PVC.
مدیاهای نمدی از الیاف معدنی و شیشهای در بازه دمایی ۱۸۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد کاربرد دارند و معمولاً در غبارزدایی گازهای خروجی از کورههای ذوب الکتریکی و همچنین بهجای الکتروفیلترها در بویلرها و نیروگاهها به کار میروند.
نمدهای الیاف فلزی (Metal Fiber Felts) با سطحی سهبعدی و مشابه منسوجات ساخته میشوند و قابلیت تحمل بار غباری سنگین و سرعتهای بالای جریان هوا را دارند. این مدیا در بازه دمایی ۳۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد برای سیستمهای هوای معکوس با فشار پایین–حجم بالا و فشار بالا–حجم پایین استفاده میشوند.
المنتهای فیلتری سرامیکی که از الیاف سرامیکی با تقویتکنندههای معدنی ساخته میشوند، در شرایط بسیار سخت کاربرد دارند و توانایی کارکرد مداوم تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد را دارا هستند. راندمان فیلتراسیون آنها میتواند در حدود ۹۹.۹۹% باشد، در حالیکه حداکثر افت فشار آنها حدود ۱۰۰ میلیبار است.
به طور کلی، فیلترهای کیسهای میتوانند طیف وسیعی از مسائل مربوط به تصفیه گازهای صنعتی را بهطور اقتصادی و کارآمد حل کنند. برخی از کاربردهای مهم آنها شامل:
فیلترهای کیسهای متداول در فیلتراسیون گازهای بسیار داغ محدودیتهای جدی دارند، به همین دلیل فیلترهای سرامیکی و فیلترهای شمعی سرامیکی (Ceramic Filter Candles) ترجیح داده میشوند.
المنتهای فیلتری سرامیکی معمولاً از الیاف سرامیکی سینترد شده ساخته میشوند و به صورت خودایستا طراحی میگردند؛ بنابراین به قفسه نگهدارنده نیاز ندارند (شکل ۹). این فیلترها عموماً تا دمای ۹۰۰ درجه سانتیگراد پایدار هستند و به دلیل تقریباً خنثی بودن شیمیایی، در محیطهای بسیار خورنده نیز مقاومت بالایی دارند.
روشهای تمیزکاری این فیلترها مشابه با سایر فیلترهای کیسهای یا کارتریجی است؛ شامل استفاده از هوای فشرده یا هوای معکوس. در این میان، روش پالسجت (Pulse-Jet Cleaning) بهترین گزینه به شمار میرود، زیرا راندمان تمیزکاری را افزایش میدهد. در این فرآیند حتی میتوان از گاز خنک برای تمیزکاری استفاده کرد.
فیلترهای شمعی سرامیکی تحمل دمایی بالاتری دارند و حتی در شرایط بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد نیز قابل استفادهاند. آنها ترکیبی از ویژگیهای استحکام بالا در برابر ترکیدگی، مقاومت در برابر شوک حرارتی، نفوذپذیری بالا، راندمان بالای فیلتراسیون و مقاومت به خوردگی را ارائه میدهند. این فیلترها علاوه بر حذف آلایندهها، قابلیت بازیابی محصولات ارزشمند را نیز دارند؛ بهویژه در فرآیندهایی نظیر:
ساختار فیلترهای شمعی سرامیکی – بهویژه نوع الیافی (Fibrous Ceramic Candles) – آنها را به یک بستر مناسب برای پوششدهی کاتالیستی تبدیل میکند. در نتیجه، میتوانند علاوه بر فیلتراسیون، در فرآیندهایی نظیر احیای کاتالیستی انتخابی (SCR) یا واکنشهای دیگر برای حذف یا کاهش آلایندههای گازی مانند NOx یا دیاکسینها به کار روند.
[۱] Sutherland, Kenneth S., and George Chase. Filters and filtration handbook. Elsevier, 2011.
[۲] Hutten, Irwin M. Handbook of nonwoven filter media. Elsevier, 2007.
نویسنده: امین فروزان
ذخیره پست 
