Thiết bị lọc bụi túi vải xử lý bụi công nghiệp

Thiết bị lọc bụi túi vải
Thiết bị lọc bụi túi vải là thiết bị lọc hình trụ được lắp vào một thiết bị hoàn chỉnh có kèm theo bộ phận rung, giũ bụi.
Đây là thiết bị được sử dụng rất phổ biến cho các loại bụi mịn, khô khó tách khỏi không khí nhờ lực quán tính và ly tâm. Để lọc người ta cho luồng không khí có nhiễm bụi đi qua các túi vải mịn, túi vải sẽ ngăn các hạt bụi lại và để không khí đi thoát qua
Thiết bị gồm nhiều ống tay áo có đường kính 125 – 300 mm, chiều cao 2- 3,5 m ( hoặc hơn) đầu dưới liên kết vào bản đáy đục lỗ tròn bằng đường kính của ống tay áo hoặc lồng khung và cố định trên đầu trên vào bàn đục lỗ.
Cấu tạo của thiết bị
 Cấu tạo của thiết bị lọc bụi túi vải
+ Khung bao quanh gọi là vỏ máy ( housing)
+ Phía trên có thể có mái che weather enclosure)  hoặc không
+ Van đầu ra (outlet damper ) nơi khí sạch sau khi đã được lọc bụi đi ra, đường ống đầu ra (outlet duct) đường ống dẫn khí sạch sau khi được lọc.
+ Đường ống đầu vào ( inlet duct) dẫn khí bẩn chứa bụi đi vào thiết bị.
+ phễu ( hopper) chứa bụi rơi xuống khi rung, giũ bụi
+ Cửa xả bụi xử dụng van quay có khóa (air lock), xích cào (drag chain) tự động cào, gạt bụi khi bụi được xả qua cửa xả bụi
+ lớp cách nhiệt (insulation) để bảo vệ túi lọc
+ giá đỡ hay khung đỡ bằng tấm thép (support) giúp làm cho các túi lọc chắc chắn hơn
+ cầu thang (staircase) công nhân kiểm tra thay thế túi lọc khi bị hỏng hóc.
+  khí nén (compressed air manifold) giúp làm sạch bụi.
+ túi lọc và lồng thép bao ngoài ( bag/ cage).

Cấu tạo của vải lọc
Vải lọc có thể là vải dệt hoặc không dệt hoặc hỗn hợp cả 2 loại. Chất liệu làm vải lọc thường là các sợi tổng hợp, ít bị ngấm hơi ẩm, bền chắc. Chiều dày vải lọc càng dày thì hiệu quả lọc càng cao. Thông thường, các loại sợi thường dùng thường có đường kính lớn, chiều dày tấm vải thường trong khoảng 0,3mm, trọng lượng khoảng 300-500 g/ m2. Đối vơi loại vải không dệt thường làm từ sợi len hay bông thô, người ta trải sợi thành các màng mỏng và đưa qua máy định hình để tạo các tấm vải thô có độ dày khoảng 3-5 mm. Với loại vải hồn hợp là vải dệt sau khi được xử lý bề mặt bằng keo hoặc sợi bông mịn chúng có độ dày 1,2- 5 mm ( thường nhập ngoại)
Vải lọc thường được may thành túi lọc có đường kính d= 125 – 250 mm hay lớn hơn và có chiều dài từ 1,5 đến 2m. Ngoài ra cũng có khi được may thành hình chữ nhật có chiều rộng b = 20 – 60 mm, chiều dài l = 0.6- 2 m. Đối với một thiết bị lọc bụi túi vải có thể gồm vài trăm túi lọc. Khi thiết bị hoạt động, thì túi vải tự căng ra thành hình trụ tròn. Bao trong túi là khung căng túi với chất liệu kim loại, có thể tháo rời khung và túi lọc trong quá trình bảo trì và thay thế .Khoảng cách giữa các túi trong thiết bị thường từ 30- 100 mm.

v Vải lọc phải thỏa mãn các yêu cầu sau
-Khả năng chứa bụi cao và sau khi phục hồi đảm bảo hiệu quả lọc cao
-Giữ được khả năng cho khí xuyên qua tối ưu
-Có độ bền cơ học cao khi nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn
-Có khả năng phục hồi cao
-Giá thành thấp
Nguyên lý hoạt động của thiết bị
Dòng khí lẫn bụi được nạp vào cửa vào của thiết bị lọc bụi nhờ quạt hút, do tốc độ của dòng khí giảm đột ngột (diện tích mở rộng) nên phần lớn hạt bụi mất vận tốc và rơi trực tiếp xuống phễu. Khí với bụi còn lại đi vào từng buồng riêng biệt chứa đựng túi lọc và đi lên giữa các túi. Bụi được giữ lại trên bề mặt bên ngoài của túi lọc do lực hút tĩnh điện giữa các hạt bụi; chỉ khí sạch được xuyên qua lớp vải lọc và đi ra phần đỉnh (top section) ở bên trên tấm dạng ống (tube sheet), sau đó vào đường ống đầu ra và đi vào khí quyển (ống xả).
Bụi được gỡ bỏ từ túi lọc bởi lực nén của khí nén vào trong lòng túi lọc (thông qua hệ thống van điện từ và bình tích khí nén), áp suất thông thường khoảng 4 bar. Trong suốt quá trình làm sạch, bụi rơi vào phễu và được vận chuyển đi thông qua hệ thống xả và vận chuyển dưới đáy lọc bụi (gồm van  khóa, xích cào). Trong quá trình lọc, bụi tích lại ở bên ngoài túi vải và làm tăng trở kháng vận hành dần dần. Khi trở kháng đạt đến một giá trị cài đặt trước, bộ điều khiển làm sạch (cleaning controller) gửi ra ngoài một tín hiệu. Trước hết van poppet (poppet valve) đóng để dừng quá trình lọc. Sau đó van khis nén được mở làm khí nén được nén vào túi lọc thông qua đường ống định vị ở bên trên mỗi hàng của túi lọc, túi lọc bị phồng ra và rung mạnh làm bụi rơi ra khỏi bề mặt bên ngoài của túi, bụi rơi vào phễu gom. Đó được gọi là bước hoàn nguyên túi lọc. bước này có thể đan xen với chu kỳ làm việc của thiết thị lọc, tuy nhiên cũng có trường hợp một hoặc một số ngăn ngừng làm việc để hoàn nguyên túi vải , không nhất thiết là tất cả. Tải trọng không khí thường là 150- 200 m/h, trở lực của thiết bị khoảng 120- 150 kg/ m2. Chu kỳ rũ khoảng 2- 3 h. Sau khi làm sạch của hệ thống kết thúc, van poppet (poppet valve) mở lại và quá trình lọc lại bắt đầu. Quá trình làm sạch được điều khiển bởi bộ đếm thời gian tự động.
Thiết  bị lọc bụi kiểu túi vải có năng suất lọc khoảng 150 ¸ 180m3/h trên 1m2 diện tích bề mặt vải lọc. Khi nồng độ bụi khoảng 30 ¸ 80 mg/m3 thì hiệu quả lọc bụi khá cao đạt từ 96¸99%. Nếu nồng độ  bụi trong không khí cao trên 5000 mg/m3 thì cần lọc sơ bộ bằng thiết bị lọc khác trước khi đưa sang bộ lọc túi vải.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc
- Nhiệt độ không khí chứa bụi
Nhiệt độ của khí thải là một trong số các yếu tố quan trọng, vì với túi lọc thông thường làm bằng sợi tổng hợp thì nhiệt độ của khí thải phải nhỏ hơn 250 0C. tuy nhiên có một số vải lọc chịu được nhiệt độ rất cao như  vải lọc bằng sợi thủy tinh, 95% sợi có đường kính 3,5 µm và 5µm dưới 1µm. Hiệu quả lọc đạt 80% đối với khói natri clorua tiêu chuẩn, vận tốc lọc 0,25m/s, tổn thất áp suất khaongr 120Pa. Năng suất mỗi túi đạt 750m3/h. Khoảng nhiệt độ giới hạn khá cao ( 400- 1000 0C).
-Vận tốc chuyển động của dòng khí chứa bụi
Vận tốc của dòng khí thải khi đưa vào quá trình lọc thường từ 0.5 - 2m/s. Vì tốc độ của dòng khí mang bụi khi đưa vào thiết bị sẽ chịu ảnh hưởng của 3 lực
+  lực va đập quán tính của hạt bụi với thanh hình trụ (chính là các sợi vải) bình thường khi khí mang bụi qua một vật cản hình trụ đặt trực giao với  chiều chuyển động của dòng khí thải thì các hạt bụi ở xa vật cản sẽ chuyển động theo các đường dòng song song với luồng khí khi đến gần vật cản các đường dòng của luồng khí sẽ thay đổi chiều hướng chuyển động và chảy bọc qua vật cản, còn các hạt bụi do quán tính sẽ có quỹ đạo lệch khỏi dòng và va đập vào vật cản rồi bị giữ lại ở đó.
+ do tiếp xúc của thanh hình trụ với hạt bụi chuyển động : đối với một số hạt bụi có kích thước  và khối lượng nhỏ hơn.
+ do khuếch tán của hạt bụi : các hạt bụi có kích thước cực bé dưới micromet thường ít bị giữ lại dưới lực tác dụng của các hiện tượng va đập quán tính. Nó thường bị giữ lại do bị thu bắt tiếp xúc.
-                     Kích thước hạt bụi
Hiệu quả của viêc lọc bụi phụ thuộc rất nhiều vào kích thước của hạt bụi. Đối với hạt bụi có kích thước dưới 0.3 micromet thì hiện tượng khuếch tán đóng vao trò chủ yếu còn bụi có kích thước lớn hơn thì hiện tượng tiếp xúc và va đập quán tính đóng vai trò quan trọng hơn. Do vậy, cần tính toán kích thước của lưới lọc để đảm bảo lọc được bụi có kích cỡ khác nhau.
-                     Nồng độ bụi trong không khí đi vào thiết bị
Quá trình lọc có hiệu quả tốt hơn khi nồng độ bụi cao, vì nếu nồng độ thấp thì lớp bụi tạo thành mất nhiều thời gian.
-                     Diện tích bề mặt lọc bụi
Diện tích bề mặt lọc bụi phải đủ lớn để làm tăng diện tích tiếp xúc giữa bụi và sợi vải từ đó làm tăng độ bám dính của bụi trên bề mặt vải lọc. để tăng diện tích tiếp xúc người ta thường sử dụng nhều ống tay áo hơn và đồng thời giảm đường kính của ống tay áo
-                     Sức cản của thiết bị lọc
Sức cản của thiết bị lọc không nên vượt quá 750- 1500 Pa, để tránh hiện tượng rách vải lọc
Cơ chế của quá trình lọc
Khi bụi được lắng trên bề mặt sợ vải, kích thước khe hở giữa chúng giảm làm cho các hạt bụi có trong dòng khí đến bề mặt lọc tiếp theo sẽ lắng nhanh hơn. Đên khi bề mặt đã đầy bụi, khe hở giữa các sợi vải sẽ bằng hoặc nhỏ hơn kích thước hạt thì  lúc này lớp bụi dày sẽ làm nhiệm vụ lọc khí. hiệu quả lọc khí càng trở nên cao hơn  cho đến lúc cực đại khi mà lớp bụi trên bề mặt lọc càng dày.
 Ưu nhược điểm của phương pháp
v Ưu điểm
- Trung bình thiết  bị lọc bụi kiểu túi vải có năng suất lọc khoảng 150-180m3/h trên 1m2 diện tích bề mặt vải lọc. Khi nồng độ bụi khoảng 30-80 mg/m3 thì hiệu quả lọc bụi khá cao đạt từ 96¸99%. Nếu nồng độ  bụi trong không khí cao trên 5000 mg/m3 thì cần lọc sơ bộ bằng thiết bị lọc khác trước khi đưa sang bộ lọc túi vải.
- Có thể lọc được hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10µ .
- vận tốc lọc thấp < 10cm/s.
- hoạt động đơn giản, có thể làm việc liên tục
- bảo trì sửa chữa thay thế dễ dàng.
v Nhược điểm
-Không thể hoạt động ở nhiệt độ cao
 -Yêu cầu không gian lớn
-Yêu cầu sử dụng với không khí khô