لزوم وجود بگ فیلتر در کارخانه سیمان

در کارخانه تولید سیمان در اثر خوردگی، آسیاب، تخلیه، تعویض، پخت مواد در کوره و حرکت آن در داخل کوره و غیره گرد و غبار تولید می شود.

 در این راستا منشا گرد و غبار در فرآیند تولید سیمان در مقاطع مختلف از جمله: تهیه مواد اولیه؛ سنگ زنی مواد خام؛ آمادگی ترکیب مواد اولیه؛ کولر کلینکر; ذخیره سازی کلینکر؛ آسیاب نهایی؛ بسته بندی و بارگیری باید مورد توجه قرار گیرد. 

 یکی از مهم ترین دستگاه های کنترل گرد و غبار در صنعت سیمان، استفاده از فیلترهای پارچه ای با قطر 300 میلی متر یا کمتر و ارتفاع 15 متر می باشد که به آنها بگ فیلتر گفته می شود.

جنس بگ فیلترهای کارخانه سیمان

این فیلترهای پارچه ای عموماً از نمد بافته شده و سوزنی از الیاف طبیعی یا مصنوعی ساخته می شوند. فیلترهای فابریک با عملکرد قابل توجه و در حد تقریبی 99.95 درصد از نظر نوع فیلتر ذرات میکرون نرم را جذب می کنند. این فیلترها برای گازهایی با دمای حرارتی تا 285 درجه سانتیگراد نیز کاربرد دارند. گرد و غبار همراه با گاز از یک طرف فیلتر عبور می کند و در سوراخ های آماده سازی رسوب می کند.

 پس از پر کردن سوراخ ها، ذرات در سطح فیلترهای پارچه ای قرار می گیرند که قسمت اعظم فیلتراسیون در این قسمت قرار می گیرد و در عرض چند دقیقه عملکرد آن کاهش می یابد. هنگامی که لایه غبار ضخیم در سطح فیلتر باعث افزایش خطای فشار می شود. در این مدت سطح و خطوط فیلتر باید تمیز شوند.

عوامل موثر در انتخاب پارچه بگ فیلتر

در انتخاب و طراحی فیلترهای پارچه ای، یکی از عوامل مهم میزان فیلتراسیون است که سرعت هدایت هوای آلوده به فیلترهای داخل پارچه را به گونه ای نشان می دهد که پنج پارامتر; نوع گرد و غبار، کاربرد آن، دما، اندازه گرد و غبار و چگالی گرد و غبار از عوامل مهم در این زمینه هستند.

برخی از عوامل از جمله ترکیب و ماهیت آلاینده ها از نظر چگالی، اسیدیته و گازهای موجود در محیط، دمای محیط، نوع ذرات و اندازه ذرات از مهمترین عوامل برای انتخاب فیلتر هستند. مناسب بودن فیلترهای نساجی برای اهداف ذهنی به مواد اصلی (نوع پارچه، ظرافت و طول پارچه)، روش تولید (بافته شده و نبافته)، وزن روی واحد سطح، تراکم (نفوذ هوا، سوراخ‌های داخل فیلتر) و موارد مرتبط بستگی دارد. مشخصات سطح فیلتر وابسته

مقایسه پارچه ها بافته شده و نبافته برای بگ فیلتر

برخی گزارش های قبلی نشان می دهد که پارچه های نبافته به عنوان فیلتر کیسه ای موثرتر از پارچه های بافته شده هستند . در مقایسه با ساختار پارچه بافته شده به صورت یک یا دو فرم سیستماتیک، در ساختار نبافته به صورت سه بعدی با اشکال تصادفی است که باعث تقسیم فشار برای عبور از فازهای بالاتر می شود. با توجه به این فرآیند، فاز پراکنده ای از سلول هوا تولید می شود و چنین توزیع پیوسته و تجزیه و تحلیل آن به جداسازی و جریان های کوچکتر ممکن است سرعت ترکیب عناصر تشکیل دهنده فیلتر را افزایش داده و شرایط بهتری را برای جذب گرد و غبار فراهم کند. در مقابل پارچه های بافته شده دارای مزایایی هستند. آنها کم هزینه، فراوان و مناسب برای تمیز کردن و استفاده طولانی مدت هستند. هدف از این تحقیق، تبیین مقایسه بین فیلترهای کیسه ای مختلف از نظر زمان کار بهینه، کارایی و زمان کار قبل از تمیز کردن در شرایط مختلف است و همچنین سعی شده است مشکل عملیاتی فیلترهای کیسه ای در کارخانه سیمان تهران حل شود.

مواد و روش ها

 کارخانه سیمان تهران که یکی از مهم‌ترین کارخانه‌های سیمان ایران است، برای این پژوهش انتخاب شد. در کارخانه ذهنی، دو راه حل ایجاد می شود که در دو فرآیند اصلی دنبال می شود: 

1) افزایش زمان فرآیند برای آماده شدن فیلتر برای حذف گرد و غبار، 

2) افزایش خروجی یا عملیات فیلتراسیون. 

یکی از مهمترین پارامترها برای تصحیح موقعیت فیلتر، استفاده از قطعه مناسب با عملکرد بهینه مرتبط است. در کلیه سیستم های مکانیکی به دلیل استهلاک قطعات، پس از استفاده طولانی یا کوتاه مدت، چنین قطعه ای باید تعویض شود. در صورت عدم دسترسی به قطعات یدکی یا قطعات بدون کیفیت، عملکرد دستگاه کاهش می یابد. با توجه به موارد ذکر شده و اهمیت کمیت و نوع قطعات یدکی (از نظر کمی و کیفی)، توجه به موجودی انبار عامل مهمی است. مواردی مانند میزان استفاده و نرخ خرید هر قطعه، آخرین اطلاعات موجودی از نظر قطعه و کاربرد آن، امکان سنجی تعمیر و اصلاح قطعه، تعداد قطعه ذهنی در خط تولید، میزان استفاده، امکان سنجی خرید قطعه در داخل یا خارج از کشور، نوع قطعه از نظر کلی یا تخصصی (به عبارت دیگر امکان خرید در بازار عمومی وجود دارد یا خیر؟) نقطه سفارش و حداقل موجودی، موارد مهم مدیریت نگهداری و تامین قطعات یدکی فیلترها که همه در این تحقیق مورد توجه قرار گرفت. برخی از قطعات را نیز می توان تغییر داد تا آن قطعاتی که به دلیل استفاده مداوم نیاز به تعویض دارند، در قسمت اصلی بدون تغییر در قسمت دیگر دستگاه مونتاژ شوند.

از جمله پارامترهای مهم برای افزایش خروجی فیلتر، تعیین خطای فشار قطعات مختلف فیلتر است (سوهوبسبرگر، 2003). هدف از انجام این کار دسترسی به داده های ذهنی ما در مورد موقعیت فعلی داخل لوله ها و استفاده از فیلترهای پارچه ای در قسمت های مختلف کارخانه است. یعنی پس از تعیین افت فشار و مقایسه آن با حد مجاز و در صورت عدم انطباق ممکن است دلایل آن در دست بررسی باشد. این دلایل عبارتند از بسته شدن لوله، خطا در سیستم ارتعاشی، تنظیم نشدن فن های میرایی، نفوذ هوا به فیلتر و عملکرد مناسب دهانه های تمیز و ضد گرد و غبار، پارگی فیلترهای پارچه ای. فرآیند به این صورت است که ابتدا باید سوراخ‌های مناسبی به ابعاد 5 میلی‌متر در سمت سر فن‌های جمع‌آوری‌شده هوای آلوده و در مسیر هوای ناسالم به فیلتر و در قسمت جلویی فن قرار داد. سپس با یک لوله پیتوت که حاوی درجه بندی 80 سانتی متری است. آب، تعداد فشار استاتیکی در نقاط مختلف ایجاد می شود و سپس خطای فشار در دست بررسی و کنترل است. یکی دیگر از اقدامات موثر برای فیلترهای نصب شده قدیمی، نصب تایمرهای الکتریکی بر روی موتور ویبراتور است. برای انجام این کار و با توجه به نوع گرد و غبار و پارامترهای استفاده، زمان لرزش ممکن است تنظیم شود. با توجه به نقاط آلوده مختلف در طرح سیمانی و تفاوت نوع گرد و غبار از نظر جنس، درجه بندی و حرارت. استفاده از فیلتر پارچه ای مناسب برای افزایش جذب گرد و غبار عامل مهمی است. برای تعیین پارچه برای پارچه فیلتر می توان از جداولی استفاده کرد که به مشخصات پارچه های مختلف به عنوان نمد بافته یا سوزنی اشاره می کند. معمولاً به دو نوع دمای استفاده (استفاده معمولی در بلندمدت و استفاده کوتاه مدت) اشاره کنید. علاوه بر درمان های عمومی فیلترها، به دلیل شرایط ارائه شده، برخی از درمان ها نیز برای هر فیلتری که باید در نظر گرفته شود، انجام می شود که تعویض به موقع پارچه یکی از این موارد است. 

عمر مفید بگ فیلتر

پارچه (بگ فیلتر) در دو حالت باید تعویض شود: 1-استفاده طولانی مدت، 2-پارگی

دلایل نقص جذب هوا در فیلترها

یکی از دلایل نقص جذب هوا در فیلترها، تخلیه نامناسب گرد و غبار از بگ فیلتر است. از آنجایی که بگ فیلتر پس از استفاده به دلیل پر شدن سوراخ آن باعث ایجاد خطا در خروجی فیلتر تا رفع مشکل می شود، 4 راه حل با توضیحات زیر در این کارخانه اعمال می شود: 

1) تنظیم صحیح سیستم پالس (تعویض پایه نگهداری)،

 2) کیسه ها لرزش در زمان توقف فن، 

3) استفاده از بخاری، 

4) جوشکاری و استفاده از پیش آماده از دیواره های داخلی فیلتر.

بسیاری از شیکرها تایمر برای پاکسازی ذرات گرد و غبار نداشتند و قبل از این مطالعه در دانشکده سیمان تهران هر دقیقه یکبار به صورت خودکار کار می کردند. ما تایمر را برای شیکرها نصب کردیم و مقدار ذرات گرد و غبار انباشته شده را قبل و بعد از نصب تایمر در 6 فیلتر کیسه ای مقایسه کردیم. آزمایش‌های کنونی نشان داد که وقتی تایمرها هر 8 تا 10 دقیقه کار کنند، کارایی آنها به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. میزان گرد و غبار جمع‌آوری‌شده و تخلیه نیز پنج بار قبل و بعد از نصب تایمر، هر بار یک ساعت، فرآیند در نظر گرفته می‌شود. نتایج در شکل 1 ارائه شده است. داده ها نشان می دهد که نصب تایمر باعث افزایش حدود 10-20٪ تجمع گرد و غبار در تمام فیلترهای کیسه ای می شود.

بهترین نوع پارچه برای بگ فیلتر

ما انواع فیلترهای کیسه ای را از نظر زمان عملکرد و کارایی فیلتراسیون گرد و غبار مقایسه کردیم . نتایج حاضر نشان داد که پارچه های پلی استر نبافته از نظر کارایی فیلتراسیون گرد و غبار بهتر از پارچه های نخی بافته شده هستند. ذرات گرد و غبار خروجی 88 میلی گرم در متر مکعب در پارچه های پنبه ای بود که دو برابر بیشتر از پلی استر 550 گرم در متر مربع با گرد و غبار خروجی حدود 45 میلی گرم در متر مکعب است. تعیین زمان عملکرد نشان داد که فیلترهای کیسه ای پنبه ای بافته شده بیشتر از پارچه های پلی استر نبافته 400 گرم در متر مربع، 302 روز به جای 298 روز، اما کمتر از 550 گرم در متر مربع است.

زمان کارکرد پلی استر 550 گرم در متر مربع 328 روز بود. داده ها نشان داد که فیلترهای پلی استر نبافته 550 گرم متر مربع از نظر فیلتراسیون گرد و غبار و همچنین کارکرد طولانی تر کارایی بیشتری دارند.

همانطور که قبلا گفته شد، هدف از استفاده برای گرد و غبار کیسه ها جلوگیری از افزایش افت فشار در کیسه فیلتر و افزایش طول عمر آن است. با استفاده از چهار روشی که در قسمت قبل توضیح داده شد، زمان آمادگی برای استفاده از این فیلترها 20 درصد افزایش می یابد. همچنین کیف ها با نرخ مشابه عمر طولانی تری پیدا می کنند. نتایج مربوط به جزئیات مربوط به هر فیلتر، همچنین با استفاده از اندازه گیری فشار استاتیک مشخص می شود.

بحث

فیلترهای پارچه ای در صنعت سیمان کاربرد فراوانی برای جلوگیری از پراکندگی گرد و غبار دارد به گونه ای که در واحدی با ظرفیت تولید 2000 تن در روز حدود 20 فیلتر فابریک نصب شد. کیسه های پارچه ای به دلیل عملکرد ساده، خروجی جذب گرد و غبار بالا، انعطاف پذیری مناسب، حساسیت کم به دلیل تغییر شرایط عملیاتی، هزینه سرمایه گذاری پایین، راه خود را برای کنترل آلاینده ها پیدا کرد. امروزه فناوری مدرن کیسه خانه را مربوط به الکتروفیلترهای جاذب غبار در گاز کوره نامیده است. تمام جزئیات همانطور که در بالا ذکر شد، باعث استفاده و عملکرد بهتر فیلترهای پارچه ای در کارخانه ذهنی ما می شود.

میزان گرد و غبار خروجی دارای محدوده وسیعی است و ما آن را پیش بینی می کنیم زیرا با توجه به تغییرات نوع گرد و غبار، میزان هوای آلوده، تراکم گرد و غبار، عمر کیسه ها، موقعیت فیلتر و شرایط عملکرد آن، چنین نرخی ممکن است قابل تغییر باشد. اما همانطور که اندازه گیری ما نشان می دهد بهبود مربوط به کاهش دوت خروجی فیلتر است که در برخی از آنها از بیش از 200 میلی گرم در متر مکعب به 60 میلی گرم در متر مکعب کاهش یافته است که دلیلی بر بهبود عملکرد فیلتر است.

بدون در نظر گرفتن جنبه های اقتصادی، نتایج ما نشان داد که فیلترهای کیسه ای نبافته موثرتر از فیلترهای کیسه ای بافته شده مشابه هستند (جدول 1). این یافته با برخی گزارش های قبلی مطابقت دارد (فیلیپ، 2001؛ رالی، 2003). انواع فیلترهای کیسه ای از نظر زمان کارکرد و راندمان حذف گرد و غبار مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پارچه های نبافته پلی استر زمان کار طولانی تری دارند که مطابق با (چهراگانی، 2005؛ لیباچر، 1999) است، اما نه با برخی گزارش ها (فیلیپ، 2001؛ رالی، 2003). همچنین کارایی آن ها در حذف گرد و غبار بهتر از پارچه های بافته شده است.

ما نشان دادیم که نصب تایمر می تواند حذف گرد و غبار توسط فیلترهای کیسه ای را افزایش دهد (شکل 1). بر اساس نتایج ما هنگامی که فیلترهای کیسه ای در هر 8-10 دقیقه تکان می خورند، حذف گرد و غبار حدود 20 درصد نسبت به شرایط قبلی افزایش می یابد.

نوع مراقبت و نکهداری از بگ فیلترها

همانطور که آزمایش‌ها نشان داد، کارایی خوب فیلترهای کیسه‌ای در حذف گرد و غبار به عوامل مختلفی بستگی دارد که در بالا توضیح داده شد. برای بهبود مستمر بگ فیلترها، توصیه زیر ارائه می شود:

• اجرای طرح مستمر تعمیرات و نگهداری پیشگیرانه

• تامین قطعات یدکی با نرخ کافی و نوع مناسب

• اندازه گیری دوره ای فشار استاتیک در تعیین نقاط و کنترل خطای فشار در هر حد.

• اندازه گیری دوره ای گرد و غبار خروجی از فیلترهای پارچه ای

• بررسی دوره ای موقعیت فن ها برای تامین فشار مناسب جهت جذب هوای آلوده داخل فیلتر

• تعویض سیستم مکانیکی به سیستم جت هوا.