Khung túi lọc bụi là gì? - Phân loại và nguyên lý hoạt động

1. Khung túi lọc bụi là gì?

Khung túi lọc bụi là thiết bị lọc dạng ống được sử dụng để loại bỏ, thu giữ và tách bụi bẩn, hạt vật chấi khỏi không khí trong quá trình sản xuất và các hoạt động công nghiệp khác.

Khung túi lọc bụi được ứng dụng rộng rãi ở các nhà máy công nghiệp, dựa vào lực quán tính và ly tâm để loại bỏ bụi. Luồng không khí bẩn được đưa vào khung túi vải lọc, vải lọc này sẽ giữ các hạt bụi lại và không khí sạch thoát ra ngoài.

Thiết bị bao gồm nhiều ống hình trụ với 1 đầu ống được mai kín và đầu còn lại để nối với ống dẫn khí vào.

Có 3 phương pháp lọc khí cho khung túi lọc bụi là đảo khí, lắc bụi và sử dụng tia xung.

2. Cấu tạo của khung túi lọc bụi

Thiết bị khung lọc bụi có cấu tạo 2 bộ phận chính: khung túi lọc và vải lọc

Cấu tạo khung túi lọc bụi

Trên đây là cấu tạo khung túi lọc bụi sử dụng tia xung. Khung túi lọc bụi tia xung là thiết bị phổ biến nhất trong 3 loại khung túi lọc bụi trên thị trường.

Khung túi lọc bụi gồm các thành phần:

• Khung bao quanh vỏ máy (main housing)
• Đường ống khí vào dẫn khí bẩn (dirty gas) đi vào thiết bị
• Phễu (hopper) là khu vực chứa bụi khô rơi xuống khi máy rung, giũ bụi
• Khí nén (compressed air manifold) cấp không khí xuống từng túi lọc
• Lỗ thông hơi (venturi) được đặt bên trong đầu mở hướng tia xung vào túi lọc để làm cho dòng khí chảy đều.
• Mỗi túi vải có vải lọc (bag filter) được lồng vào khung xương túi lọc (bag support cage) để tránh bị xẹp trong quá trình lọc khi túi được hút chân không.

Cấu tạo và chất liệu của vải lọc khung túi lọc bụi

- Vải lọc của khung túi lọc bụi (hay túi lọc vải) có hình bầu dục hoặc ống tròn, được may với đường kính 130-300 mm, chiều cao 2-5m, bằng vải dệt hoặc vải không dệt.

- Tùy thuộc vào hóa chất, độ ẩm, nhiệt độ của dòng khí và các điều kiện khác, chất liệu vải lọc có thể là bông, nylon, polyester, sợi thủy tinh hoặc các vật liệu khác.

- Thông thường, tấm vải lọc có độ dày khoảng 0.3mm. Vải không dệt được làm từ sợi len, bông thô có độ dày khoảng 3-5 mm. Vải không dệt thích hợp sử dụng cho khung lọc bụi sử dụng phương pháp tia xung.

Còn đối với vải dệt thường có độ dày 1.2-5 mm. Các phương pháp lọc khí như lắc hoặc đảo khí thường sử dụng các bộ lọc vải dệt này.

- Một thiết bị lọc bụi túi vải (baghouse filter) có thể chứa hàng chục đến hàng trăm túi vải lọc. Khi thiết bị chạy, không khí bơm vào bên trong làm túi vải căng tròn. Khoảng cách giữa các túi trong thiết bị là từ 30-100 mm.

- Được lồng bởi túi vải là khung xương túi lọc bụi. Khung xương túi lọc bụi là một cái lồng kim loại, có tác dụng giữ cho vải lọc luôn căng. Khung có thể được tháo rời khi cần bảo trì và thay thế.

3. Nguyên lý hoạt động của khung túi lọc bụi

Khung túi lọc khí sử dụng các túi lọc vải được sắp xếp theo hàng và được gắn theo chiều dọc. Chúng được thiết kế để nhận khí bụi từ các nguồn, thu giữ các hạt và thải không khí sạch.

Thông thường thông qua một máy thổi gió cảm ứng, dòng khí bụi được hút vào nhà chứa thông qua một hệ thống ống dẫn. Sau đó, dòng khí đi qua các bộ lọc trong khi các hạt vẫn còn trên bề mặt phương tiện lọc, do đó tách các hạt ra khỏi không khí. Theo thời gian, khi bụi bắt đầu tích tụ và hình thành “bánh lọc” trên bề mặt bộ lọc, các hệ thống làm sạch khác nhau được sử dụng để loại bỏ bụi khỏi các bộ lọc khí.

Cách thức thu gom bụi của khung lọc bụi phụ thuộc vào từng loại. Ba hệ thống làm sạch của thiết bị lọc túi phổ biến nhất là tia xung, máy lắc và đảo khí. Trong phạm vi vủa bài viết, chúng tôi xin được trình bày nguyên lý hoạt động của khung túi lọc bụi sử dụng tia xung.

• Luồng khí bụi thường đi vào từ bên dưới các túi hoặc bộ lọc bằng cổng vào, bởi quạt hút. Tốc độ dòng khí đi vào bên trong càng giảm dẫn đến những hạt bụi mất vận tốc sẽ rơi xuống phễu
• Dòng khí còn lại được kéo lên trên thông qua các bộ lọc, nơi bụi được giữ lại trên bề mặt bên ngoài còn khí sạch đi qua phía ngăn chứa không khí sạch để theo đường ống đầu ra đi ra ngoài.
• Trong quá trình lọc, bụi rơi xuống phễu sẽ được vận chuyển thông qua hệ thống xả dưới đáy lọc túi.

Thiết bị lọc bụi kiểu túi có lưu lượng lọc 150-180m3/h trên 1 mét vuông diện tích bề mặt lọc. Tại nồng độ bụi 30-80 mg/m3 thì hiệu quả lọc đạt 96.99%. Tại nồng độ bụi trên 5000 mg/m3 thì không khí cần được lọc sơ cấp trước khi đưa vào khung túi lọc bụi.

4. Những yếu tố tác động đến quá trình lọc bụi của thiết bị

Kích thước hạt bụi

Kích thước hạt bụi có tác động lớn đến hiệu quả lọc bụi. Đối với hạt bụi có kích thước dưới 0.3 micromet thì lọc phải thiết kế theo cơ chế khuếch tán. Còn với bụi có kích thước lớn hơn thì lọc khí phải thiết kế theo cơ chế tiếp xúc và va đập quán tính. Vì vậy, kích thước của vải lọc cần thiết kế để đảm bảo lọc được bụi có kích cỡ khác nhau.

Nồng độ bụi

Nồng độ cao mang lại hiệu quả lọc cao hơn so với nồng độ bụi thấp. Nồng bộ bụi thấp sẽ tốn nhiều thời gian để hình thành lớp bụi.

Diện tích bề mặt lọc bụi

Diện tích bề mặt lọc bụi lớn dẫn đến diện tích tiếp xúc giữa bụi và vải lọc lớn, từ đó tăng độ bám của bụi trên bề mặt vải lọc.

Để tăng diện tích tiếp xúc, nhiều ống lọc được sử dụng hơn, đồng thời giảm đường kính ống lọc.

Độ chênh áp

Độ chênh áp của thiết bị lọc túi không nên vượt quá 750-1500 pa (Sử dụng đồng hồ chênh áp có dải đo từ 0-750pa để đo chênh áp của thiết bị) nhằm tránh rách túi vải lọc bên trong.

Nhiệt độ luồng không khí

Không khí đi qua túi vải lọc, thường được làm bằng chất liệu sợi tổng hợp nên nhiệt độ cần nhỏ hơn 250*C. Với túi vải lọc bằng sợi thủy tinh có thể chịu mức nhiệt độ cao hơn.

Vận tốc của luồng không khí

Vận tốc của luồng không khí đi vào thường dao động 0.5-2 m/s. Khung lọc bụi túi được tạo ra để chứa một loạt các dòng khí. Tốc độ dòng khí tăng lên gây ra sự gia tăng áp suất vận hành và tỷ lệ không khí trên vải lọc. Sự gia tăng này gây ra nhiều áp lực cơ học hơn cho các khung lọc, dẫn đến việc làm sạch bụi diễn ra liên tục ở tốc độ cao, có thể gây ra giảm tuổi thọ của khung lọc khí.

- Kim VCR