Dalam sistem pengeringan, kadang-kadang dihasilkan debu dengan ukuran partikel kecil, dan produk jadi tidak dapat dikumpulkan seluruhnya hanya dengan pemisah siklon, yang memerlukan penambahan sistem pengumpulan debu tahap kedua. Saat ini, pengumpul debu industri yang umum digunakan adalah filter baghouse dan scrubber basah.
Filter Baghouse
1. Perkenalan
Filter baghouse adalah sejenis sistem pengumpulan debu yang menggunakan kain penyaring serat berpori untuk menyaring debu dalam gas berdebu. Karena kain saring dibuat menjadi bentuk kantong, umumnya disebut saringan baghouse.
Ini telah banyak digunakan dalam pengumpulan debu non-ikatan dan non-serat dalam banyak proses produksi industri dan perlindungan lingkungan. Dari segi kuantitas, penerapan baghouse menyumbang lebih dari 60% dari jumlah total pengumpul debu.
2. Keunggulan Filter Baghouse
- Efisiensi pengumpulan debu yang tinggi, untuk partikel berukuran 5μm, efisiensi pengumpulan debu dapat mencapai lebih dari 99%.
- Pengoperasian yang stabil, kemampuan beradaptasi yang kuat, memproses volume gas dari ratusan hingga ratusan ribu meter kubik per jam.
- Struktur sederhana dan persyaratan teknis rendah.
- Biaya investasi rendah.
- Operasi yang andal.
3. Kekurangan Filter Baghouse
- Mengkonsumsi lebih banyak kain.
- Hanya dapat terkena gas suhu rendah.
- Jika gas mengandung kadar air yang tinggi atau debu dengan daya serap air yang kuat, maka akan menyebabkan kain saring tersumbat.
4. Prinsip Kerja
Prinsip kerja filter baghouse adalah debu ditangkap oleh efek penyaringan, inersia, adhesi, difusi, dan listrik statis saat melewati kain filter.
Fungsi penyaringan: Ketika gas berdebu melewati kain saring, celah antara serat kain saring memisahkan debu yang lebih besar dari celahnya. Untuk kain penyaring baru, efisiensi penghilangan debu akan lebih rendah karena celah besar di antara serat. Hanya setelah menggunakannya untuk jangka waktu tertentu, lapisan debu dengan ketebalan tertentu terbentuk pada permukaan kain saring, dan efek penyaringan akan lebih signifikan.
Efek inersia: Ketika gas berdebu melewati serat kain saring, karena efek inersia, debu masih terus bergerak dalam garis lurus dan mengenai serat yang akan dikumpulkan. Semakin besar partikel debu, semakin besar efek inersia. Selain itu, semakin tinggi kecepatan angin filtrasi, semakin besar efek inersia, tetapi jika kecepatan angin filtrasi terlalu tinggi, volume udara yang melewati kain saring juga akan meningkat, dan angin filtrasi akan menembus titik lemah filter. kain saring, menghasilkan penurunan efisiensi penghilangan debu.
Untuk kain penyaring yang terbuat dari bahan berbeda, pengaruh kecepatan udara penyaringan terhadap efisiensi pengumpulan debu berbeda, lihat tabel di bawah untuk detailnya.
Hilang tekanan | 0～300Pa | 300～1200Pa | |||||
Kecepatan Angin Filtrasi (m/mnt) | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | |
Efisiensi Penghilangan Debu (%) | Kain Kaca Kepar | 98.5% | 77.0% | 67.0% | 99.8% | 93.3% | 85.4% |
Kain Kaca Satin Tipis | 89.5% | 71.0% | 57.5% | 95.0% | 80.3% | 68.7% | |
Kain Kaca Satin Tebal | 98.0% | 75.0% | 65.0% | 99.8% | 90.0% | 82.0% | |
Sutra Polos | 98.7% | 76.0% | 66.0% | 99.8% | 90.5% | 84.0% | |
Kapas Satu Wajah | 99.9% | 99.8% | 99.8% | 99.9% | 99.9% | 99.8% | |
Wol | 99.9% | 99.8% | 99.8% | 99.9% | 99.8% | 99.2% | |
Efek difusi: Ketika partikel debu di bawah 0,2μm, gerakan Brown dari molekul gas dihasilkan karena debu yang sangat halus, yang meningkatkan kemungkinan kontak antara debu dan permukaan kain penyaring, sehingga debu terkumpul . Efek difusi ini berlawanan dengan efek inersia, yang meningkat dengan penurunan kecepatan angin filtrasi dan meningkat dengan penurunan ukuran partikel debu.
Efek adhesi: Ketika gas berdebu mendekati kain saring, debu halus masih bergerak mengikuti aliran udara. Jika jari-jari debu lebih besar dari jarak dari pusat debu ke tepi kain saring, debu akan menempel pada kain saring dan terkumpul. Semakin kecil celah kain saring, semakin kuat daya rekatnya.
Efek elektrostatik: Partikel debu bertabrakan satu sama lain dan memancarkan elektron untuk menghasilkan listrik statis. Jika kain saring adalah isolator, kain saring akan mengisi daya. Ketika muatan debu dan kain saring berlawanan, debu akan terserap pada kain saring, sehingga meningkatkan efisiensi penghilangan debu. Sebaliknya, jika muatan keduanya sama, gaya tolak akan dihasilkan, yang akan mengurangi efisiensi penghilangan debu. Umumnya, efek elektrostatis hanya efektif bila ukuran partikel debu kurang dari 1 μm dan kecepatan angin filtrasi sangat rendah.
5. Bahan Kain Filter
Pemilihan bahan kain penyaring perlu mempertimbangkan sifat gas yang mengandung debu, konsentrasi debu, ukuran partikel debu, sifat kimia, kadar air, dan suhu gas.
Persyaratan kain saring adalah bahan yang seragam dan padat, permeabilitas udara yang baik, tahan panas, tahan aus, tahan korosi, dan anti air.
Sifat-sifat bahan kain saring umum ditunjukkan pada tabel di bawah ini.
Bahan Kain Saringan | Kepadatan (kg/dm3) | Kekuatan Tarik (MPa) | Tahan Asam | Ketahanan Alkali | Tahan Panas (℃) | Tingkat Penyerapan Kelembaban (%) | Kecepatan Angin Filtrasi (m/mnt) | |
Serat Alami | Kapas | 1.5～1.6 | 345 | Miskin | Good | 70～80 | 8～9 | 0.6～1.5 |
Wol | 1.28～1.33 | 110 | Bagus | Miskin | 80～90 | 10～15 | ||
Serat sintetis | Nilon | 1.14 | 300～600 | Sedang | Bagus | 75～85 | 4～4.5 | 0.5～1.3 |
Oron | 1.15 | 200～900 | Bagus | Sedang | 125～135 | 1.3～20 | ||
Poliester | 1.38 | 300～700 | Bagus | Bagus | 140～160 | 0.4 | ||
Serat Anorganik | Serat Kaca | 2.4～2.7 | 1000～3000 | Bagus | Bagus | 200～260 | 0 | 0.3～0.9 |
Scrubber Basah
1. Perkenalan
Peralatan yang membuat kontak gas berdebu dengan air atau cairan lain dan menggunakan tumbukan inersia tetesan air dan partikel debu untuk memisahkan partikel debu dari aliran udara disebut scrubber basah.
Ini menggunakan cairan sebagai media, sehingga cocok untuk gas yang tidak berserat dan sarat debu yang dapat didinginkan dan tidak bereaksi kimiawi dengan air.
Dalam sistem pengeringan, scrubber basah sering digunakan sebagai alat penghilang debu tahap kedua, terutama bila sulit menerapkan filter baghouse, metode penghilangan debu basah harus dipertimbangkan.
2. Keunggulan Wet Scrubber
- Investasi lebih sedikit.
- Struktur sederhana.
- Mudah dioperasikan dan dirawat.
- Jejak kaki kecil.
- Memurnikan gas berbahaya.
- Pendinginan dan pelembapan gas buang.
- Sangat cocok untuk menangani suhu tinggi, kelembaban tinggi, dan gas yang mudah meledak.
3. Kerugian dari Wet Scrubber
- Limbah dan lumpur yang dihasilkan saat digunakan perlu diolah, jika tidak, akan menyebabkan pencemaran air.
- Ketika gas mengandung media korosif, tindakan anti korosi harus dipertimbangkan.
4. Prinsip Kerja
Gas yang mengandung partikel debu tersuspensi bersentuhan dengan cairan. Partikel debu menempel ke dinding setelah kontak gas dengan dinding, atau ketika gas bertabrakan dengan tetesan cairan yang disemprotkan, cairan mengembun pada partikel debu, membuatnya mendarat.
Dalam scrubber basah, ada dua cara untuk menghubungi gas dan cairan, satu adalah kontak antara gas dan tetesan air yang dikabutkan, seperti pengumpul debu Venturi, pengumpul debu film air, dan pengumpul debu semprot; yang lainnya adalah gas berdampak pada lapisan air, ia menggelembung membentuk tetesan air halus, seperti pengumpul debu tumbukan, dan pengumpul debu yang bersemangat sendiri.
Dampak inersia: Tabrakan inersia antara partikel dan tetesan air adalah fungsi penghilangan debu paling dasar. Untuk partikel debu dengan ukuran di atas 0,3 μm, efisiensi tumbukan antara partikel debu dan tetesan air bergantung pada inersia partikel debu. Meningkatkan kecepatan relatif aliran udara dan tetesan, serta mengurangi diameter tetesan adalah dua cara utama untuk meningkatkan efisiensi penghilangan debu.
Difusi: untuk partikel debu dengan ukuran partikel di bawah 0,3 μm. Difusi merupakan faktor pengumpulan yang penting. Di bawah pengaruh molekul gas, partikel, seperti molekul gas, melakukan gerakan Brown yang kompleks. Selama pergerakan, partikel debu dan tetesan air terkumpul akibat kontak.
Adhesi: Mirip dengan efek adhesi dari prinsip baghouse, yaitu ketika jari-jari ukuran partikel debu lebih besar dari jarak dari pusat debu ke tepi tetesan air, debu akan melekat pada tetesan air dan dikumpulkan .
Penyimpangan difusi: Jika uap jenuh bersentuhan dengan permukaan cairan dingin, uap jenuh akan mengembun di permukaan tetesan dingin, dan gaya akan dihasilkan untuk mendorong partikel debu kecil bergerak menuju tetesan dan mengendap pada tetesan. Jika tetesan menguap, partikel debu kecil ditolak oleh tetesan tersebut. Pergerakan partikel debu menuju tetesan disebut penyimpangan difusi positif, dan pergerakan partikel debu menjauhi tetesan disebut penyimpangan difusi negatif.
5. Jenis Wet Scrubber
Nama | Volume Udara (m3/jam) | Perlawanan (Pa) | Efisiensi (%) | Konsumsi Air (kg/h) |
Semprotkan Kolektor Debu | 2000～50000 | 400～700 | ＞70 | 2000～10000 |
Kolektor Debu Mandi Air | 1000～24000 | 500～760 | ＞50 | 100～6000 |
Kolektor Debu Film Air | 1600～13200 | 250～550 | ＞80 | 540～1620 |
Kolektor Debu Busa | 100～1400 | 259～1250 | ＞90 | 250～3000 |
Kolektor Debu Film Air Siklon Horisontal | 13200～33000 | 750～1250 | ＞92 | 120～700 |
Kolektor Debu Film Air Granit | 10500～312000 | 1000～1500 | 95 | 3500～47000 |
Pengumpul Debu Impulsif | 4500～75200 | 1100～1600 | ＞85 | 500～5100 |
Kolektor Debu Venturi | 3000～70000 | 1000～12000 | ＞95 | 300～1000 |
6. Faktor-faktor yang Perlu Dipertimbangkan Saat Memilih Wet Scrubber
- Efisiensi penghilangan debu: Efisiensi scrubber basah adalah indikator yang paling penting. Laju aliran gas dalam keadaan tertentu, polutan debu spesifik, dan keadaan gas berdampak langsung pada efisiensi pengumpulan.
- Fleksibilitas operasional: Untuk setiap peralatan operasi, bebannya harus diperhitungkan, dan bagaimana efisiensi pengumpulan akan terpengaruh ketika aliran gas melebihi atau turun di bawah nilai desain. Demikian pula, perlu juga diketahui cara beroperasi saat konsentrasi debu tidak stabil atau terus menerus lebih tinggi dari nilai desain.
- Hidrofobik: Penggosok basah tidak efisien dalam memurnikan debu hidrofobik.
- Keterpaduan: Penggosok basah dapat memurnikan debu yang melekat, tetapi pembilasan dan pembersihan harus dipertimbangkan untuk mencegah penyumbatan.
- Sifat korosif: Tindakan anti korosi harus dipertimbangkan saat memurnikan gas korosif.
- Konsumsi air: berapa banyak air yang dikonsumsi oleh pengumpul debu dan pengolahan limbah yang dibuang, serta tindakan antibeku musim dingin untuk air.
- Perawatan bubur: Perawatan bubur adalah masalah yang tak terhindarkan untuk scrubber basah, dan upaya harus dilakukan untuk mengurangi tingkat bahaya polusi.
- Pemeliharaan: Umumnya, bagian yang berputar harus dihindari di dalam pengumpul debu, dan perhatian harus diberikan pada penyumbatan yang disebabkan oleh sejumlah kecil gas yang melewati bagian saluran aliran.