CHỌN VẬT LIỆU LỌC PHÙ HỢP CHO HỆ THỐNG GOM BỤI DUSTCOLLECTOR

MẸO HỮU ÍCH KHI CHỌN VẬT LIỆU LỌC

CHO HỆ THỐNG GOM BỤI DUST COLLECTOR

LỰA CHỌN VẬT LIỆU LỌC TỐT NHẤT CHO HỆ THỐNG THU BỤI

Dust collection systems - Hệ thống thu bụi là một phần quan trọng trong bất kỳ quy trình sản xuất nào, do đó cần được thiết kế và tính toán đúng cách. Một yếu tố thiết kế then chốt là lựa chọn đúng vật liệu lọc, điều này đòi hỏi phải phân tích loại bụi trong quy trình và tất cả các điều kiện vận hành liên quan.

Việc chọn sai vật liệu lọc có thể đặt người lao động vào tình huống nguy hiểm. Nếu hiệu suất lọc không đủ cao, công nhân sẽ bị phơi nhiễm nhiều hơn với bụi, gây ảnh hưởng tới sức khỏe. Hệ thống lọc kém hiệu quả cũng có thể khiến bụi tích tụ, làm tăng nguy cơ cháy nổ. Tài liệu này nêu ra 5 yếu tố quan trọng cần cân nhắc khi lựa chọn vật liệu lọc phù hợp với bụi và quy trình.

Dưới đây là hai loại vật liệu lọc cơ bản thường được sử dụng trong bộ lọc dạng lõi (cartridge filters). Các vật liệu này có thể được xử lý bằng lớp phủ, chất bão hòa hoặc kết hợp với các phương tiện khác nhằm cải thiện hiệu suất. Việc lựa chọn đúng vật liệu lọc có thể nâng cao hiệu quả lọc và khả năng nhả bụi, giúp hệ thống vận hành tối ưu hơn.

Dust Testing

Trước khi lựa chọn vật liệu lọc để đảm bảo hiệu suất và an toàn cho hệ thống thu bụi, bạn cần hiểu rõ về loại bụi đang được tạo ra..

Hai phương pháp phân tích quan trọng sẽ hỗ trợ quá trình lựa chọn vật liệu lọc, và nên được thực hiện bởi phòng thí nghiệm chuyên dụng:

Phép thử trong phòng thí nghiệm (bench testing) giúp xác định các đặc tính vật lý của bụi trong quá trình, bao gồm:: Kích thước hạt; Độ ẩm; Khối lượng; Mức độ kết tụ và lực liên kết. Tất cả các yếu tố này đều cần được xem xét cùng với các đặc điểm của quá trình sản sinh bụi, bao gồm:

Yêu cầu vận hành
Điều kiện lưu lượng khí và tổn thất áp suất
Nhiệt độ và độ ẩm
Vị trí của bộ thu bụi

Phép thử khả năng cháy nổ (explosibility testing) được quy định bởi các chỉ thị ATEX. Nhà sản xuất bụi và chủ sở hữu thiết bị có trách nhiệm xác định tính dễ cháy và khả năng phát nổ của bụi. Nếu kết quả cho thấy bụi có thể cháy, các thử nghiệm bổ sung sẽ được thực hiện để xác định tốc độ gia tăng áp suất trong trường hợp xảy ra hiện tượng bùng cháy hoặc nổ. Các thông số này không chỉ giúp lựa chọn vật liệu lọc phù hợp, mà còn xác định xem có cần thiết áp dụng các biện pháp bảo vệ bổ sung cho bộ thu bụi hay không.

Sau khi thử nghiệm, bạn đã sẵn sàng thu hẹp các lựa chọn vật liệu lọc.

Phương pháp thử nghiệm:

• Bench Testing

• Explosibility Testing

1. Đặc tính hạt bụi

Đặc tính của hạt bụi giúp xác định loại vật liệu lọc phù hợp nhất. Đồng thời, chúng cũng quyết định tốc độ lọc tối ưu nhằm tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu suất vận hành. Điều này giúp bạn giảm thiểu sự cố bảo trì, đáp ứng các yêu cầu về khí thải và kéo dài tối đa tuổi thọ của bộ lọc.

Tốc độ lọc – được định nghĩa là lưu lượng không khí đi qua mỗi mét vuông vật liệu lọc trong một giờ – là yếu tố quan trọng để lựa chọn vật liệu lọc thích hợp cho hệ thống lọc bụi khô. Nếu tỷ lệ này quá cao, có thể dẫn đến lưu lượng khí không ổn định và các vấn đề thu gom như thay đổi áp suất tĩnh, rút ngắn tuổi thọ bộ lọc, hoặc kích hoạt hệ thống làm sạch xung quá thường xuyên. Tỷ lệ không khí trên diện tích lọc thấp hơn có thể giảm thiểu các vấn đề này, nhưng nếu quá thấp lại có thể làm giảm hiệu quả của quá trình sản xuất.

Phân tích hình thái hạt bụi dưới kính hiển vi điện tử quét sẽ giúp xác định cấu trúc của chúng. Ví dụ, silica kết tinh có cấu trúc sắc nhọn và góc cạnh, trong khi các hạt kim loại thường có hình cầu. Việc hiểu rõ cấu trúc của hạt bụi sẽ giúp lựa chọn chính xác loại vật liệu lọc phù hợp với tốc độ lọc tối ưu. Phân tích hình thái cũng có thể phát hiện sự hiện diện của dầu trong bụi – yếu tố có thể gây ra nhiều sự cố nghiêm trọng trong hệ thống lọc bụi khô. Loại bụi này thường yêu cầu sử dụng vật liệu lọc có phủ lớp chống dầu.

Ngoài ra, phân tích độ mài mòn tương đối của bụi giúp đánh giá khả năng làm mòn vật liệu lọc. Ví dụ, khi thu gom bụi có tính mài mòn cao, hệ thống lọc cần được thiết kế với tốc độ khí vào thấp. Nếu tốc độ khí đầu vào quá cao, bụi có thể mài mòn vật liệu lọc và làm giảm tuổi thọ thiết bị.

2. Kích thước hạt bụi

Kích thước hạt bụi quyết định hiệu suất lọc cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn về khí thải.

Phân tích bụi cũng giúp xác định phân bố kích thước hạt, kể cả trong dải kích thước siêu nhỏ dưới micromet (submicron). Thiết bị phân tích hạt bụi sử dụng công nghệ laser kép có thể đo chính xác mật độ hạt bụi (số lượng hạt ở mỗi kích thước cụ thể) và thể tích hoặc khối lượng bụi. Ngoài ra, phép thử sàng là phương pháp liên quan giúp đo các hạt có kích thước lớn hơn 100 micron.

Tất cả các phương pháp kiểm tra này đều rất quan trọng, vì bụi trong hệ thống của bạn có thể bao gồm cả các hạt siêu nhỏ lẫn các hạt lớn hơn. Chỉ có các phép kiểm tra khoa học mới cho phép xác định chính xác sự hiện diện của các hạt bụi siêu mịn này – từ đó lựa chọn được loại vật liệu lọc phù hợp nhất.

3. Tính cháy nổ và hiện tượng tĩnh điện

Kiểm tra khả năng cháy nổ giúp xác định liệu bụi có nguy cơ cháy nổ hay không, đồng thời đánh giá xem có cần sử dụng vật liệu lọc phân tán tĩnh điện hoặc vật liệu dẫn điện hay không.

Nếu bụi có tính cháy, phòng thí nghiệm sẽ tiến hành các phân tích chuyên sâu để xác định các thông số nguy cơ cháy nổ của đám mây bụi, bao gồm:Kst (chỉ số tốc độ tăng áp suất trong vụ nổ đám mây bụi) ; Pmax (áp suất tối đa trong điều kiện không có lỗ thông hơi).

Ngay cả khi bụi chỉ có tính cháy nhẹ, hệ thống lọc bụi vẫn bắt buộc phải lắp đặt các thiết bị xả áp nổ chuyên dụng, kết hợp với vật liệu lọc phù hợp. Ngoài ra, cần sử dụng vật liệu có khả năng tự dập cháy nếu không còn nguồn cháy khác hiện diện.

Với các dòng bụi có khả năng tạo điện tích tĩnh trong quá trình vận chuyển, cần sử dụng vật liệu lọc chống tĩnh điện (dẫn điện). Vật liệu này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng có nguy cơ phát nổ, nhằm ngăn chặn hiện tượng phát tia lửa điện và tuân thủ các chỉ thị ATEX.

Một số ứng dụng phổ biến của vật liệu lọc chống tĩnh điện:: Bụi silica dạng khói; Bụi nhựa, bụi PVC hoặc bụi hỗn hợp; Bụi carbon hoặc bụi từ mực in/toner

Vật liệu lọc có tính năng chống tĩnh điện và thiết kế xếp nếp tối ưu giúp cải thiện lưu thông khí trong lõi lọc, đồng thời nâng cao hiệu suất làm sạch, tiết kiệm năng lượng và kéo dài tuổi thọ bộ lọc.

4. Độ ẩm

Bụi hút ẩm (hygroscopic) có tính dính, dễ gây tắc nghẽn vật liệu lọc.

Khi không khí ẩm hoặc có hơi nước, bụi có thể trở nên dẻo như bùn, làm bít kín các nếp gấp trên vật liệu lọc. Trong trường hợp này, các loại vật liệu lọc và kiểu xếp nếp truyền thống không phù hợp, vì chúng sẽ nhanh chóng bị tắc và cần thay thế thường xuyên. Tuy nhiên, các loại lõi lọc có thiết kế xếp nếp rộng sẽ giúp hạn chế hiện tượng bít tắc, đặc biệt khi kết hợp với loại vật liệu lọc phù hợp.

Nếu độ ẩm trong môi trường sản xuất trong nhà được kiểm soát tốt, hơi ẩm sẽ không phải là vấn đề lớn. Tuy nhiên, nếu hệ thống lọc được lắp đặt ngoài trời hoặc trong khu vực có điều kiện nhiệt độ và độ ẩm biến đổi, sẽ cần chọn vật liệu lọc có khả năng chịu được các điều kiện môi trường phức tạp này.

Giải pháp hiệu quả có thể đạt được thông qua việc chọn vật liệu có xử lý bề mặt phù hợp, ví dụ như phủ màng kỵ nước hoặc màng PTFE. Một số lựa chọn khác cũng có thể áp dụng.

Trong các ứng dụng mà bụi vừa có tính hút ẩm vừa có độ ẩm cao, vật liệu spunbonded 100% thường là lựa chọn tối ưu, vì không bị bão hòa bởi hơi ẩm.

Các công nghệ xử lý vật liệu lọc:

Sợi nano (Nanofiber)
Chống cháy (Fire-Retardant)
Chống tĩnh điện (Anti-Static)
PTFE hoặc Teflon™
Màng PTFE ( PTFE Membrane)
Phủ kỵ dầu và kỵ nước (Oleophobic & Hydrophobic)

5. Nhiệt độ vận hành

Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống lọc bụi – do đó cần chọn vật liệu lọc phù hợp với điều kiện làm việc cụ thể.

Việc tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ nóng hoặc lạnh có thể làm cho phần tử lọc bị phá vỡ, chảy hoặc giòn gãy. Những thành phần bị ảnh hưởng bao gồm plastisol, urethane và các loại keo khác được sử dụng trong cấu trúc lõi lọc. Khi vật liệu lọc trở nên giòn hoặc gần đến điểm nóng chảy, xung khí ngược trong quá trình làm sạch có thể làm rách vật liệu, gây hiện tượng bypass lọt bụi.

Vật liệu giấy cellulose là lựa chọn kinh tế cho các ứng dụng lọc bụi khô, chịu được nhiệt độ vận hành lên đến 160°F (71°C).
Vật liệu tổng hợp spunbond thích hợp cho môi trường có bụi khô và nhiệt độ cao hơn, với khả năng chịu nhiệt tối đa trong khoảng 180°F (82°C) đến 250°F (121°C).

Tóm lại

Kiểm soát bụi phát sinh trong quá trình sản xuất và chế biến giúp bảo vệ an toàn cho người lao động.

Việc này cũng góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, bảo vệ thiết bị đắt tiền và hỗ trợ doanh nghiệp tuân thủ các quy định pháp lý. Hệ thống thu bụi dạng cartridge sử dụng lõi lọc hiệu suất cao là một giải pháp kỹ thuật đã được kiểm chứng và chấp nhận rộng rãi.

Hãy chắc chắn lựa chọn đúng loại vật liệu lọc để loại bỏ hiệu quả các chất gây hại và bụi có khả năng cháy nổ.

Liên hệ Air Filtech để nhận tư vấn:

Email: info@airfiltech.vn

Hotline: 07 999 44 666 (HCM) | 08 999 44 666 (HN)

Website: www.airfiltech.vn