Việc thu gom bụi bằng cách sử dụng các phần tử lọc phương tiện xếp li được gọi là lõi lọc bụi đã trở thành một giải pháp phổ biến cho các yêu cầu thông gió công nghiệp trong những thập kỷ gần đây. Thiết bị hút bụi dùng lõi lọc có thể được phân thành hai loại dựa trên hướng lõi lọc và thiết kế luồng không khí của tủ:
1) Thiết kế bộ thu dòng khí từ trên xuống với các lõi lọc bụi được đặt theo chiều ngang và đầu vào không khí bẩn được đặt trên tất cả các lõi lọc.
2) Thiết kế bộ thu dòng khí chéo hoặc dòng khí từ dưới lên với bộ lõi lọc bụi được treo thẳng đứng và đầu vào không khí bẩn được đặt bên dưới hoặc bên cạnh lõi lọc.
Một số trong thị trường thông gió công nghiệp tuyên bố rằng một bộ thu có lõi lọc bụi treo thẳng đứng là ưu việt hơn. Họ trích dẫn các ví dụ, giai thoại mà không có dữ liệu hỗ trợ tin cậy. Tuy nhiên, các dữ kiện đáng tin cậy hỗ trợ những ưu điểm của thiết kế bộ thu dòng chảy xuống, bao gồm Hướng dẫn sử dụng thông gió công nghiệp của Hội nghị Chính phủ về Vệ sinh Công nghiệp Hoa Kỳ (ACGIH®):
Mục 8.3.2 của các tiểu bang trong Sổ tay hướng dẫn thông gió công nghiệp, nghiên cứu do EPA tài trợ¹ đã chỉ ra rằng kết quả hiệu suất vượt trội từ dòng chảy xuống của luồng khí bẩn. Dòng chảy xuống này làm giảm sự tái lắng đọng vì nó hỗ trợ trọng lực trong việc di chuyển các hạt bụi về phía phễu.
- Bạn nên xem: Lắp đặt hệ thống xử lý bụi công nghiệp Hải Phòng
Trước khi xem xét các yếu tố khác về chủ đề này, hãy xem xét ngắn gọn về nguồn gốc của hệ thống lọc sử dụng lõi lọc bụi là có lợi. Vào những năm 1970, các bộ thu gom lõi lọc bụi ban đầu được thiết kế để tái tạo các bộ thu bụi dạngbaghousechứa các túi lọc vải treo thẳng đứng có không khí bẩn đi vào bộ thu bên dưới các bộ lọc. (Xem hình A.) Phương tiện xếp nếp của phần tử lọc hộp mực cung cấp hiệu quả lọc vượt trội và giảm lượng khí thải so với vải túi tương đương. Tuy nhiên, máy hút bụi kiểu mới vẫn có nhiều hạn chế giống như người tiền nhiệmbaghousecủa nó, bao gồm:
Bụi thải ra từ các bộ lõi lọc đã được làm sạch vẫn bị cản trở bởi không khí đi vào trước khi lắng xuống trong phễu / bình chứa. Điều này dẫn đến việc bám lại bụi trên bề mặt phương tiện lọc, làm mức giảm áp suất hoạt động cao hơn và tuổi thọ bộ lọc ngắn hơn.
Các hoạt động thay bộ lọc vẫn tốn nhiều thời gian, bẩn và nói chung là khó chịu vì việc bảo dưỡng bộ lọc vẫn yêu cầu người vận hành mở khoang chứa không khí bẩn qua một cửa ra vào lớn.
A) Lõi lọc dọc dòng khí từ dưới lên
B) Lõi lọc dọc dòng khí chéo
C) Lõi lọc ngang dòng khí từ trên xuống với đầu vào chung
D) Lõi lọc dòng khí xuống đã phát triển với đầu vào cho từng lõi lọc
Những cải tiến về thiết kế đối với thiết kế bộ thu bụi treo thẳng đứng đã được thực hiện trong nhiều năm với việc bao gồm các cửa hút bên (cho phép người vận hành đi vào bộ thu bên cạnh phương tiện lọc thay vì bên dưới nó). Điều này dẫn đến một số giảm sự tái cuốn hút bụi. Tuy nhiên, các hạt bụi đã được làm sạch vẫn bị tác động bởi không khí đi vào, và quá trình thay lõi lọc vẫn khiến người vận hành và môi trường xung quanh bộ hút bụi tiếp xúc với một khe hở lớn với luồng không khí bẩn. (Xem hình B.)
- Bạn nên xem: Duy trì thiết bị xả bụi để tiết kiệm tiền cho bộ lọc
Cuối cùng vào những năm 1980, một bước đột phá đã đạt được bằng cách xoay hướng hộp lọc từ dọc sang ngang và bằng cách định vị đầu vào không khí bẩn trên tất cả các phương lõi lọc. Sự thay đổi này dẫn đến mô hình luồng không khí vào được căn chỉnh với vị trí cuối cùng mong muốn của bụi thải ra từ các hộp bộ lọc đã được làm sạch. Vì trọng lực tự nhiên hướng các hạt bụi đã thải xuống bình chứa nằm ở dưới cùng của bộ thu, nên mô hình không khí đi vào của bộ thu dòng chảy xuống giờ đây có thể hỗ trợ chuyển động của các hạt tới bình chứa ở đáy thiết bị, thay vì chống lại nó. (Xem hình C.)
Thiết kế quản lý luồng không khí được cải tiến này làm giảm sự tái bám bụi, có thể được tăng cường hơn nữa bằng cách sử dụng các hộp lọc chứa phương tiện lọc sợi nano tải bề mặt. Việc giảm sự cuốn lại bụi có thể làm giảm áp suất vận hành, kéo dài tuổi thọ của bộ lọc và giảm tiêu thụ khí nén được sử dụng cho các phần tử lọc làm sạch xung – tất cả đều có lợi cho chi phí vận hành của bộ lọc bụi và cải thiện tổng chi phí sở hữu bộ thu gom.
Bộ thu dòng chảy xuống (bên trái) so với bộ thu dòng treo thẳng đứng (bên phải)
Các phương pháp phân tích luồng không khí hiện đại đã cho phép cải tiến hơn nữa trong thiết kế bộ thu dòng chảy xuống. Việc tối ưu hóa khoảng cách giữa lõi lọc bụi và kích thước giữa thành và lõi lọc bụi cho phép tăng khả năng lọc không khí cho một kích thước vỏ bộ thu nhất định. Phân tích ví dụ ở bên phải so sánh kết quả của các thiết kế quản lý luồng không khí phức tạp cho bộ thu dòng chảy xuống và bộ thu dòng bên. Bộ thu dòng chảy xuống ở bên trái cho thấy vận tốc thấp hơn trong luồng không khí bẩn, cho phép các hạt bụi rơi ra khỏi luồng khí một cách hiệu quả hơn. Ngược lại, bộ thu gom được treo thẳng đứng ở bên phải cho thấy vận tốc cao hơn cũng như các mô hình “quét” hướng lên trong phần phễu, điều này ảnh hưởng đến cách các hạt bụi đã được làm sạch lắng xuống bình chứa dưới phễu.
Có thể đạt được nhiều lợi ích hơn nữa với các phương pháp tiếp cận mới để xác định lối vào không khí bẩn để tách trướctổn thất thấp. Những tiến bộ về thiết kế gần đây cho thấy công suất luồng không khí được tăng lên khi đầu vào không khí bẩn được đặt theo hướng dòng chảy xuống cách xa phương tiện lọc. Vùng loại bỏ này cho phép các hạt nặng rơi khỏi luồng không khí mà không cần chạm vào phương tiện lọc và cũng cho phép phân phối luồng không khí đồng đều, loại bỏ các “điểm nóng” tốc độ cao có thể làm mòn phương tiện lọc sớm. (Xem hình D.)
- Bạn nên xem: Lắp đặt hệ thống xử lý hơi dầu
Một số nhà sản xuất bộ lọc chỉ ra những hình ảnh cũ về bộ lọc ngang với bụi tích tụ và bám trên các bề mặt trên cùng của bộ lọc. Trên thực tế, các bộ thu dòng chảy xuống được thiết kế, vận hành và duy trì đúng cách có hệ thống làm sạch xung ngược để hạn chế sự tích tụ bụi này trên bề mặt phương tiện lọc. Một nhà cung cấp hệ thống lõi lọc bụi chuyên nghiệp phải có khả năng cung cấp dữ liệu xác định toàn diện để định lượng năng lượng làm sạch được cung cấp cho phương tiện lọc.
Gần đây, một bước đột phá đáng kể trong công nghệ làm sạch xung đã được giới thiệu trên thị trường và hiện chỉ có sẵn trong cấu hình hộp mực dòng chảy xuống. Với thiết kế kiểm soát sự giãn nở khí nén của hệ thống làm sạch xung và giảm thiểu thất thoát năng lượng, hệ thống làm sạch mới được chứng minh là cung cấp năng lượng làm sạch xung cao hơn 27%. Năng lượng làm sạch tăng lên có thể tăng khả năng lọc và giảm tiêu thụ năng lượng khí nén.
Khi thiết kế quản lý luồng không khí vượt trội, hiệu suất làm sạch xung hiệu quả và phương tiện lọc sợi nano tải bề mặt được kết hợp với nhau trong một gói duy nhất, bộ hút bụi dòng khí từ trên xuống có thể mang lại lợi ích, khả năng lọc không khí ấn tượng. Một cách để đánh giá công suất dòng khí của bộ thu là bằng cách so sánh tốc lưu lượng khí với diện tích phương tiện lọc. Tỷ lệ không khí trên môi trường (AMR) hoặc vận tốc lọc thường được sử dụng để xác định kích thước thiết bị cho các ứng dụng nhất định.
Ngoài hiệu suất và công suất của bộ thu bụi, khả năng mở rộng và khả năng cấu hình làhai lợi thếbổ sung mà bộ thu dòng chảy xuống có so với bộ thu gom treo thẳng đứng. Định hướng bộ lọc theo chiều ngang của bộ thu dòng khí từ trên xuống cho phép các lõi lọc được định vị trong một ma trận có thể tăng chiều cao cũng như chiều rộng để linh hoạt hơn và giảm tổng diện tích trên mặt bằng nhà xưởng. Bộ thu gom treo thẳng đứng chỉ có một lớp bộ lọc, do đó việc tăng diện tích phương tiện lọc đòi hỏi phải tăng chiều rộng và chiều sâu vì chiều cao cố định. Điều này thường dẫn đến tổng diện tích lớn hơn để tăng khả năng xử lý không khí.
Hệ thống thoát hơi nổ là mộtưu điểmkhác mà bộ lọc dòng khí từ trên xuống khác với bộ lọc lõi thẳng đứng. Các lỗ thông hơi giảm cháy nổ có thể được đặt trên mái nhà hoặc phía bên của bộ thu dòng khí từ trên xuống mà không thay đổi diện tích thiết bị. Bởi vì các lỗ thông hơi nổ phải được đặt ở phía bên của các bộ lọc có lõi được treo thẳng đứng, chúng thường yêu cầu một khoảng mở rộng để hướng các lỗ thông hơi lên trên. Nhiều cơ sở thích các lỗ thông hơi hướng lên trên hoặc gắn trên mái nhà vì mặt trước của ngọn lửa xì hơi và các vật liệu thải ra trong sự kiện bốc cháy đều hướng lên trên để giảm tiếp xúc với các khu vực làm việc khác.
Cuối cùng, quy trình thay đổi bộ lọc trong bộ thu dòng khí từ trên xuốngđơn giản hóaviệc thay thế phần tử và giúp giảm thiểu sự tiếp xúc của người vận hành với các chất gây ô nhiễm được thu gom so với thiết kế bộ thu gom treo thẳng đứng cũ hơn. Bộ thu dòng chảy xuống thường có các nắp thao tác vào một vài hộp mực tại một thời điểm. Đây có thể là một lợi thế lớn nếu bộ thu được đặt ở ngoài trời ở những vị trí có khả năng có gió. Các bộ thu gom kiểu cũ, lõi lọc treo thẳng đứng thường yêu cầu cửa ra vào lớn hơn để người vận hành và khu vực xung quanh tiếp xúc với toàn bộ lượng không khí bẩn. Việc tháo hộp mực ngang của bộ thu kiểu dòng chảy xuống cũng đơn giản và sạch sẽ hơn, yêu cầu người vận hành chỉ cần đặt cánh tay của mình vào bộ thu để tiếp cận các bộ lọc hộp mực.
Các hệ thống lọc lõi treo thẳng đứng yêu cầu các công cụ đặc biệt để tiếp cận với khoảng không khí bẩn trong khoang, hoặc ra vào thực tế (ra vào không gian hạn chế tiềm ẩn) bởi người vận hành để truy cập các bộ lọc hộp mực sâu hơn trong cấu trúc tủ. Trong khi gần như tất cả các thiết kế bộ hút bụi đều có các bệ công nghiệp để tiếp cận bộ lọc, bộ thu gom dòng khí từ trên xuống cũng có thể được tiếp cận bằng thang bậc để giúp giảm tác động đến diện tích sàn nhà xưởng.
Do cửa thay thế lớn hơn và khó tiếp cận lõi lọc bụi hơn, cũng như các bộ lọc thường lớn hơn/nặng hơn, việc thay thế bộ lọc trên các bộ thu treo thẳng đứng thường yêu cầu một bệ đứng, một thang máy hoặc một số cách tiếp cận phức tạp khác.
Hơn 40 năm sau khi thành lập, bộ thu lõi lọc bụi tiếp tục là một giải pháp kinh tế và thuyết phục cho các nhà sản xuất trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Các bộ thu kiểu dòng khí từ trên xuống giúpgiảm thiểu sự tái bám của bụi, giảm thiểu diện tích nhà xưởng, cấu hình linh hoạt hơn và trải nghiệm thay đổi bộ lọc dễ dàng. Với những lợi ích người dùng này, trường hợp lọc bụi dung dòng khí từ trên xuống là tất yếu.
