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सिरेमिक फाइबर फिल्टर के कार्य करने का सिद्धांत

सिरेमिक फाइबर निस्पंदन को समझना: 17 वर्षों का क्षेत्र अनुभव

हम 2008 से सिरेमिक फाइबर निस्पंदन प्रणालियों को डिज़ाइन और समस्या-निवारण कर रहे हैं, और हमने सीखा है कि सफल संचालन तीन महत्वपूर्ण अंतःक्रियाओं को समझने पर निर्भर करता है: (1) निस्पंदन के दौरान गैस-कण-सिरेमिक इंटरफेस, (2) पल्स-जेट सफाई के दौरान धूल केक का निर्माण और निकलने का चक्र, और (3) सिरेमिक संरचना पर थर्मल और रासायनिक वातावरण का दीर्घकालिक प्रभाव। यह पृष्ठ हमारे 300+ प्रतिष्ठानों के वास्तविक परिचालन डेटा के आधार पर कार्य सिद्धांत की व्याख्या करता है, न कि केवल पाठ्यपुस्तकों के सैद्धांतिक मॉडलों से।.

विफल सिरेमिक फिल्टर प्रतिष्ठानों में हम जो सबसे आम गलती देखते हैं (जो अक्सर उन प्रतिस्पर्धियों द्वारा आपूर्ति की जाती है जो इस तकनीक को नहीं समझते) वह अनुचित पल्स-जेट सफाई प्रणाली डिज़ाइन है। यदि संपीड़ित वायु दबाव बहुत कम है (60 सेकंड), तो केक बहुत मोटा हो जाता है और फिल्टर सतह के विरुद्ध संपीड़ित हो जाता है, जिससे इसे हटाना कठिन हो जाता है। यदि पल्स वाल्व कम आकार का है या वायु रिसीवर टैंक बहुत छोटा है, तो पल्स के दौरान दबाव गिरावट आती है और सफाई अधूरी रहती है। हम 0.4–0.7 MPa पल्स दबाव, 10–30 सेकंड अंतराल (धूल भार के आधार पर समायोजित), और प्रति 100 फिल्टर ट्यूबों के लिए न्यूनतम 80-लीटर वायु रिसीवर निर्दिष्ट करते हैं ताकि 10-वर्षीय सेवा जीवन में विश्वसनीय सफाई सुनिश्चित हो।.

गैर-उत्प्रेरक सिरेमिक फाइबर फिल्टर

गैर-उत्प्रेरक गर्म गैस फ़िल्टर

धूल हटाना:

धूल हटाने वाला फिल्टर बिन ऊपरी और निचले भागों में विभाजित है। निचला भाग वायु प्रवेश फिल्टर बिन है, और ऊपरी भाग वायु निकास स्वच्छ बिन है। ऊपरी और निचले बिन एक छिद्रित फिक्सिंग प्लेट द्वारा अलग किए गए हैं। सिरेमिक फाइबर फिल्टर फिक्सिंग प्लेट के छिद्रों पर लंबवत रूप से लटकाए जाते हैं। उच्च तापमान वाली धूल भरी गैस वायु प्रवेश फिल्टर बिन में प्रवेश करने के बाद, उच्च तापमान इंड्यूस्ड ड्राफ्ट फैन की क्रिया के तहत, यह सिरेमिक फाइबर फिल्टर की बाहरी दीवार से होकर आंतरिक फिल्टर में जाती है, और फिर आंतरिक फिल्टर से वायु निकास स्वच्छ बिन में निकाल दी जाती है (चित्र 1)।.

इस समय, गैस में मौजूद धूल सिरेमिक फाइबर फिल्टर की बाहरी दीवार पर रोक दी जाएगी, और फिल्टर की बाहरी दीवार पर धूल का केक और अधिक मोटा होता जाएगा। केवल स्वच्छ गैस ही फिल्टर की दीवार से होकर आंतरिक फिल्टर में जा सकती है (चित्र 2)।.

जैसे-जैसे सिरेमिक फाइबर फिल्टर की बाहरी दीवार पर धूल का केक और अधिक मोटा होता जाता है, फिल्टर का प्रतिरोध और अधिक बड़ा होता जाएगा, और फिल्टर का आंतरिक और बाहरी दबाव अंतर भी। इस समय, प्रणाली बैकफ्लश सफाई कार्यक्रम शुरू करेगी। संपीड़ित वायु को सिरेमिक फाइबर फिल्टर में वापस उड़ाया जाएगा। फिल्टर की बाहरी दीवार पर धूल का केक गिर जाएगा (चित्र 3)। फिर सिरेमिक फाइबर फिल्टर धूल हटाने की नई प्रक्रिया शुरू कर सकता है।.

कृपया नीचे दिए गए चित्र को देखें:

सिरेमिक फ़ाइबर फ़िल्टर का कार्य सिद्धांत आरेख: धूल-युक्त फ्लू गैस कैंडल फ़िल्टर तत्वों से प्रवाहित होती है और स्वच्छ गैस बाहर निकलती है
सिरेमिक फ़ाइबर फ़िल्टर का क्रॉस-सेक्शन आरेख: बाईं ओर संचालन के दौरान कण-परत निस्पंदन दिखाया गया है, दाईं ओर बैक-ब्लोन सफाई द्वारा धूल केक हटाना दिखाया गया है

फाइबर व्यास नियंत्रण क्यों महत्वपूर्ण है: 3–5 μm मनमाना नहीं है

सिरेमिक फाइबर फिल्टर की निस्पंदन सटीकता मुख्य रूप से फाइबर व्यास और पैकिंग घनत्व (सरंध्रता) द्वारा निर्धारित होती है। महीन फाइबर फाइबर के बीच छोटे छिद्र स्थान बनाते हैं, जो छोटे कणों को पकड़ते हैं। हालांकि, एक व्यापार-बंद है: महीन फाइबर अधिक नाजुक होते हैं और लगातार उत्पादन करना कठिन होता है, और वे समान सरंध्रता के लिए अधिक दबाव ड्रॉप उत्पन्न करते हैं। हमारी स्वचालित फाइबर स्पिनिंग लाइन व्यास को 3–5 μm तक <5% मानक विचलन के साथ नियंत्रित करती है — यह इष्टतम सीमा है जो हमें उचित दबाव ड्रॉप (100 Pa स्वच्छ, 2,000–2,300 Pa परिचालन) पर 1 μm निस्पंदन सटीकता देती है, साथ ही पल्स-जेट सफाई के लिए यांत्रिक शक्ति (4 MPa तन्य, 500 N रेडियल क्रश) बनाए रखती है।.

कुछ प्रतिस्पर्धी “उच्च दक्षता” के लिए 1–2 μm फाइबर का दावा करते हैं, लेकिन व्यवहार में ये अति-महीन फाइबर हैंडलिंग, शिपिंग और स्थापना के दौरान टूट जाते हैं, जिससे फिल्टर संरचना में कमजोर बिंदु बनते हैं। हमने अन्य आपूर्तिकर्ताओं के नमूनों का परीक्षण किया है और ±40% (±5% के मुकाबले) का फाइबर व्यास भिन्नता पाया है, जो स्थानीय कमजोर स्थान बनाता है जो थर्मल साइक्लिंग और यांत्रिक तनाव के तहत समय से पहले विफल हो जाते हैं। हमारे 17 वर्षों के उत्पादन अनुभव ने हमें सिखाया है कि सख्त प्रक्रिया नियंत्रण के साथ 3–5 μm व्यास निस्पंदन प्रदर्शन, यांत्रिक टिकाऊपन और निर्माण स्थिरता का सर्वोत्तम संयोजन प्रदान करता है।.

उत्प्रेरक सिरेमिक फाइबर फिल्टर

डीसल्फराइजेशन और डी-एसिड गैस(HCl/HF) 

एसिड गैस के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए चूना या NaHCO3 का उपयोग किया जा सकता है। अभिकारक (ठोस यौगिक) फिल्टर से गुजरते समय फिल्टर की बाहरी दीवार पर रह जाएंगे, जबकि हानिरहित गैस चिमनी से बाहर निकाल दी जाएगी। यह प्रक्रिया धूल हटाने की प्रक्रिया के समान है। प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार हैं:

NaHCO3+SO2=NaHSO3+CO2 (थोड़ी मात्रा में SO2)
NaHCO3+HCL= NaCl+CO2+H2O
NaHCO3+HF= NaF+CO2+H2O

टिप्पणी: वास्तविक कार्य परिस्थितियों में, अकेले डीसल्फराइजेशन होना दुर्लभ है। आमतौर पर, डीसल्फराइजेशन और डीनाइट्रिफिकेशन एक साथ किए जाते हैं। इस मामले में, उत्प्रेरक सिरेमिक फाइबर फिल्टर आवश्यक हैं।.

डीनाइट्रिफिकेशन:

सिरेमिक फाइबर फिल्टर की दीवार में उत्प्रेरक मिलाकर डीनाइट्रिफिकेशन प्रतिक्रिया को तेज किया जा सकता है। पारंपरिक तकनीक के साथ, NOx के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए तरल अमोनिया या यूरिया /CO(NH2)2 मिलाया जाता है। प्रतिक्रिया सूत्र इस प्रकार हैं:

4NO+4NH3+O2 = 4N2+6H20
2NO2+4NH3+O2 = 3N2+6H20
4NO+2(NH2)2CO+O2 = 4N2+4H20+2CO2

डी-डाइऑक्सिन:

सिरेमिक फाइबर फिल्टर में उत्प्रेरक न केवल नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) को हटाने में उत्प्रेरक का काम कर सकता है, बल्कि डाइऑक्सिन को हटाने में भी उत्प्रेरक का काम कर सकता है। उत्प्रेरक की क्रिया के तहत, डाइऑक्सिन ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके CO2, H2O और HCl जैसे गैर-विषाक्त पदार्थ उत्पन्न करते हैं। प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार है:

C12HnCl8-nO2+(9+0.5n)O2→(n-2)H2O+12CO2+(8-n)HCl

उत्प्रेरक सिरेमिक फाइबर फिल्टर
उत्प्रेरक सिरेमिक फ़ाइबर फ़िल्टर का कार्य सिद्धांत: उत्प्रेरक-लेपित फ़िल्टर ट्यूब के अंदर डीनाइट्रेशन और डाइऑक्सिन निष्कासन प्रतिक्रियाएँ
एकीकृत डीसल्फराइजेशन और डीनाइट्रिफिकेशन के लिए NaHCO3 और NH3 योज्यों के साथ उत्प्रेरक सिरेमिक फ़ाइबर फ़िल्टर इंस्टॉलेशन का सिस्टम प्रवाह आरेख

ü 99% तक धूल हटाना

ü 97% तक HCL हटाना

ü 95% तक SOx हटाना

ü 95% तक NOx हटाना

ü 97% तक डाइऑक्सिन हटाना

फिल्टर डिज़ाइन करने वाले इंजीनियरों से तकनीकी सहायता

जब आप एंकर टेक्नोलॉजी से निस्पंदन सिद्धांत, सिस्टम डिज़ाइन, या समस्या निवारण के बारे में तकनीकी प्रश्न के साथ संपर्क करते हैं, तो आप उन्हीं इंजीनियरों से बात कर रहे होते हैं जो हमारी ग्वांगझू सुविधा में हमारे फिल्टर डिज़ाइन और परीक्षण करते हैं। हमारी तकनीकी टीम में सामग्री वैज्ञानिक शामिल हैं जो सिरेमिक फाइबर संरचना को अनुकूलित करते हैं, मैकेनिकल इंजीनियर जो फिल्टर संरचना और पल्स-जेट सफाई प्रणालियों को डिज़ाइन करते हैं, और प्रोसेस इंजीनियर जो आपके अनुप्रयोग के लिए पूर्ण धूल संग्रह प्रणाली निर्दिष्ट करते हैं। हम केवल फिल्टर नहीं बेचते — हम प्रारंभिक व्यवहार्यता मूल्यांकन से लेकर स्थापना, कमीशनिंग, और दीर्घकालिक प्रदर्शन अनुकूलन तक पूर्ण तकनीकी सहायता प्रदान करते हैं।.

यदि आप किसी नए प्रोजेक्ट के लिए सिरेमिक फाइबर निस्पंदन का मूल्यांकन कर रहे हैं या किसी मौजूदा इंस्टॉलेशन की समस्या का निवारण कर रहे हैं, तो हमारी इंजीनियरिंग टीम से संपर्क करें [email protected] या WhatsApp +86 137 0305 0828। हम आपकी प्रक्रिया स्थितियों, गैस संरचना, और प्रदर्शन आवश्यकताओं की समीक्षा करेंगे, और एक ईमानदार तकनीकी मूल्यांकन प्रदान करेंगे कि क्या सिरेमिक फाइबर फिल्टर सही विकल्प हैं — उन मामलों सहित जहां हम एक अलग तकनीक की सिफारिश करते हैं क्योंकि यह आपके विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए अधिक लागत-प्रभावी है।.

सिरेमिक फिल्टर कार्य सिद्धांत के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

फैब्रिक बैग मुख्य रूप से गहराई निस्पंदन पर निर्भर करते हैं — कण फाइबर बुनाई में प्रवेश करते हैं और कपड़े की संरचना के भीतर जड़त्वीय टकराव और अवरोधन द्वारा फंस जाते हैं। इसका मतलब है कि “फिल्टर” वास्तव में कपड़ा PLUS सतह पर जमा होने वाला धूल केक है, और प्रारंभिक दक्षता (केक निर्माण से पहले) अपेक्षाकृत खराब होती है। सिरेमिक फाइबर फिल्टर उपयोग करते हैं सतह निस्पंदन — नियंत्रित 3–5 μm फाइबर व्यास और 75–82% सरंध्रता वाली कठोर छिद्रपूर्ण संरचना संचालन के पहले मिनट से बाहरी सतह पर कणों को पकड़ती है। धूल केक सिरेमिक सतह के ऊपर (इसके अंदर नहीं) बनता है और जैसे-जैसे यह बनता है, वास्तव में निस्पंदन दक्षता में सुधार करता है। जब पल्स-जेट फायर होता है (0.4–0.7 MPa संपीड़ित हवा), तो केक साफ़ रूप से निकल जाता है क्योंकि यह कभी फाइबर संरचना से बंधा नहीं था। यही कारण है कि सिरेमिक फिल्टर पहले दिन से 10वें वर्ष तक स्थिर 1 μm निस्पंदन परिशुद्धता बनाए रखते हैं, जबकि फैब्रिक बैग समय के साथ एम्बेडेड कण लोडिंग बदलने पर दक्षता में भिन्नता दिखाते हैं।.
हमारे सिरेमिक फाइबर फिल्टर 15–35 mm दीवार मोटाई के साथ विशेष रूप से पल्स-जेट सफाई बलों का सामना करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। एल्युमिनो-सिलिकेट फाइबर 1,250°C पर सिंटर किया जाता है, जो फाइबर क्रॉसओवर बिंदुओं पर सिरेमिक-टू-सिरेमिक बॉन्ड बनाता है — यह संरचना को 4 MPa की तन्य शक्ति और न्यूनतम 500 N का रेडियल क्रश प्रतिरोध देता है। 0.4–0.7 MPa पल्स-जेट दबाव एक संक्षिप्त शॉक वेव (आमतौर पर 100–150 मिलीसेकंड अवधि) के रूप में लागू किया जाता है जो फिल्टर दीवार को लगभग 2–3 mm बाहर की ओर मोड़ता है, धूल केक और सिरेमिक सतह के बीच आसंजन को तोड़ता है। केक बारीक कणों के रूप में फिर से प्रवेशित होने के बजाय अक्षुण्ण शीट के रूप में गिर जाता है। हमने 50,000+ पल्स चक्रों (30-सेकंड अंतराल पर 10 वर्ष के संचालन के बराबर) के माध्यम से फिल्टर का परीक्षण किया है, जिसमें निस्पंदन दक्षता या यांत्रिक शक्ति में कोई मापनीय गिरावट नहीं हुई।.
0.3–1 μm रेंज के कण तंत्र के संयोजन के माध्यम से >95% दक्षता पर पकड़े जाते हैं: (1) अवरोधन — गैस स्ट्रीमलाइन का अनुसरण करने वाले कण जो एक फाइबर के एक कण त्रिज्या के भीतर से गुजरते हैं, वैन डेर वाल्स बलों द्वारा पकड़े जाते हैं; (2) ब्राउनियन विसरण — उप-माइक्रोन कण गैस अणुओं के साथ टकराव से यादृच्छिक गति से गुजरते हैं, जो उन्हें फाइबर के संपर्क में लाता है भले ही थोक गैस प्रवाह नहीं करता; (3) केक निस्पंदन — जैसे-जैसे फ़िल्टर की सतह पर धूल की परत जमा होती है, यह सिरेमिक सब्सट्रेट से छोटे छिद्र आकारों वाली एक अतिरिक्त निस्पंदन परत के रूप में कार्य करती है। 0.3 μm से नीचे, दक्षता लगभग 85–90% तक गिर जाती है, लेकिन यह आकार सीमा अधिकांश औद्योगिक प्रक्रियाओं (सीमेंट धूल, फ्लाई ऐश, धातुकर्म धुआँ सभी मुख्य रूप से 1–50 μm हैं) में कुल कणिक द्रव्यमान का बहुत छोटा अंश होती है। संदर्भ के लिए, हमारे तृतीय-पक्ष परीक्षण >99.9% कुल द्रव्यमान निष्कासन दक्षता दिखाते हैं, तब भी जब 5% उप-माइक्रोन सामग्री सहित कण आकार वितरण के साथ परीक्षण किया जाता है।.
सिरेमिक सामग्री आम तौर पर तापीय आघात के प्रति संवेदनशील होती है, लेकिन हमारी एल्युमिनो-सिलिकेट फ़ाइबर संरचना विशेष रूप से तापीय चक्रण प्रतिरोध के लिए इंजीनियर की गई है। फ़ाइबर संरचना में अलग-अलग 3–5 μm फ़ाइबर के बीच सूक्ष्म छिद्र (5–10 μm व्यास) होते हैं, जो तनाव राहत बिंदुओं के रूप में कार्य करते हैं — जब सामग्री तापमान परिवर्तन से फैलती या सिकुड़ती है, तो ये छिद्र थोड़ी फ़ाइबर गति की अनुमति देते हैं, बजाय उस यांत्रिक तनाव के निर्माण के जो दरार का कारण बनेगा। हमने अपने फ़िल्टर को 25°C से 850°C तक 1,000+ तापीय चक्रों (बैच प्रक्रियाओं में दैनिक स्टार्ट-अप और शटडाउन का अनुकरण) के माध्यम से परीक्षण किया है, शून्य संरचनात्मक विफलताओं के साथ। हम जिस व्यावहारिक सीमा की सिफारिश करते हैं वह 200°C/मिनट तापन या शीतलन दर है — उससे तेज़ और आप तापीय आघात दरारों का जोखिम उठाते हैं, विशेष रूप से यदि गैस धारा में वायु रिसाव या अपूर्ण मिश्रण से स्थानीय ठंडे स्थान हों।.
सतह निस्पंदन वेग (जिसे फेस वेलोसिटी या वायु-से-कपड़ा अनुपात भी कहा जाता है) गैस प्रवाह दर को कुल फ़िल्टर सतह क्षेत्र से विभाजित करने पर प्राप्त होता है। हम 2–5 cm/s (0.02–0.05 m/s के बराबर या लगभग 4–10 m³/मिनट प्रति m² फ़िल्टर क्षेत्र) की सिफारिश करते हैं क्योंकि यह सीमा कई कारकों को संतुलित करती है: (1) दबाव पात — अधिक वेग का अर्थ है छिद्रपूर्ण संरचना के माध्यम से अधिक प्रतिरोध; (2) केक निर्माण — बहुत कम वेग और धूल एक समान केक नहीं बनाती; बहुत अधिक और महीन कण केक को पकड़ने से पहले उसमें प्रवेश कर जाते हैं; (3) पल्स-जेट सफाई प्रभावशीलता — केक को इतना मोटा होना चाहिए कि वह शीट के रूप में निकले, न कि महीन कणों के रूप में पुनः प्रवेश करे। यदि आप 5 cm/s से अधिक हो जाते हैं, तो आप देखेंगे कि दबाव पात अधिक तेज़ी से बढ़ता है (2,000–2,300 Pa पर स्थिर होने के बजाय, यह कुछ हफ्तों में 3,000+ Pa तक बढ़ सकता है) और निस्पंदन दक्षता >99.9% से घटकर शायद 99.5% हो जाती है क्योंकि महीन कण केक परत के माध्यम से बलपूर्वक निकल जाते हैं। यदि आपके पास स्थान की कमी है तो हम 7 cm/s तक उच्चतर वेग के लिए डिज़ाइन कर सकते हैं, लेकिन उसके लिए उच्चतर दबाव पात और थोड़ी कम दक्षता स्वीकार करना आवश्यक है।.
अम्ल ओसांक वह तापमान है जिस पर फ्लू गैस में मौजूद अम्लीय गैसें (H₂SO₄, HCl, HF) द्रव बूंदों में संघनित हो जाती हैं। सल्फर युक्त ईंधनों के लिए, यह आमतौर पर SO₃ सांद्रता और नमी की मात्रा के आधार पर 130–180°C होता है। यदि आपकी गैस का तापमान अम्ल ओसांक से नीचे गिर जाता है, तो फ़िल्टर की सतह और हाउसिंग की दीवारों पर तरल अम्ल बन जाता है। सिरेमिक फ़िल्टरों के लिए, मुख्य जोखिम सिरेमिक फाइबर स्वयं नहीं है (जो अधिकांश अम्लों का प्रतिरोध करता है) बल्कि धातु के एंड कैप, ट्यूब शीट और हाउसिंग हैं — सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल कार्बन स्टील को तेज़ी से संक्षारित कर देगा। समाधान यह है कि पूरे निस्पंदन तंत्र में गैस का तापमान परिकलित अम्ल ओसांक से कम से कम 20–30°C ऊपर बनाए रखा जाए। हम आपकी गैस संरचना के लिए Verhoff-Banchero सहसंबंध का उपयोग करके सटीक ओसांक की गणना कर सकते हैं और न्यूनतम परिचालन तापमान की सिफारिश कर सकते हैं। उन प्रक्रियाओं के लिए जिन्हें ओसांक के निकट या उससे नीचे संचालित करना आवश्यक होता है (जैसे, गीली स्क्रबिंग के साथ उच्च-सल्फर कोयला), हम मानक कार्बन स्टील के बजाय Hastelloy C-276 या 316L स्टेनलेस स्टील एंड कैप वाले फ़िल्टर प्रदान करते हैं।.

→ देखें हमारे गैर-उत्प्रेरक फ़िल्टर ट्यूब और उत्प्रेरक फ़िल्टर कैंडल औद्योगिक तैनाती के लिए।.