ไซโคลนกำจัดฝุ่นแบบมีถุงกรอง

ไซโคลนกำจัดฝุ่นแบบมีถุงกรอง (Cyclone with Bag Filter)

 คุณลักษณะและหลักการทำงาน

เป็นไซโคลนกำจัดฝุ่น ซึ่งใช้หลักการของไซโคลนเก็บฝุ่นหนักลงด้านล่าง ส่วนฝุ่นละอองขนาดเล็กหรือเบา จะมีถุงกรองมาดักไว้ก่อนจะปล่อยลมออกสู่ไส้กลาง ทำให้ลมสะอาดที่พัดลมปล่อยออก อยู่ภายใต้กฎเกณฑ์ซึ่งไม่เป็นอันตรายต่อการหายใจของมนุษย์ ซึ่งต่อไปจะเรียกไซโคลนกำจัดฝุ่น แบบมีถุงกรองว่า “Cyclone Filter”

 

ทางเข้าไซโคลนแบบเส้นสัมผัสวง(Tangential inlet) จะเป็นที่นิยมใช้มากที่สุด ยกเว้นที่จะใช้กับสิ่งเจือปนซึ่งมีความคม สามารถทำให้ถุงสึกหรอหรือขาดทะลุได้เมื่อใช้เป็นเวลานาน

 

 

หลักเกณฑ์ในการเลือกชนิดและขนาดของ Cyclone Filter

1. ตัวแปรในการพิจารณาคือ ขนาดและรูปแบบของไซโคลน

1.1 ขนาดของปริมาณลม และแรงดูดลม (Flow rate and Static Pressure of Suction air)

1.2 ชนิดของสิ่งเจือปน โดยต้องทราบค่าของ

                -ขนาดของสิ่งเจือปน (Size of Particle)

                -มวลของสิ่งเจือปน (Mass of Particle)

                -ความชื้นของสิ่งเจือปน (Humidity of Particle)

                -มุมกองของสิ่งเจือปน (Angle of Surcharge)

                -ปริมาณของสิ่งเจือปน (Quantity of Particle)

1.3 แหล่งกำเนิดของสิ่งเจือปน เช่น เป็นสิ่งเจือปนจากงานไม้, โรงสีข้าว, งานโลหะ, งานที่เกี่ยวกับเคมี เช่น ปุ๋ย, ผงสี, ผงพลาสติก, งานโลหะ เช่น งานหล่อ หรือเศษโลหะจากการตัดเฉือนของเครื่องจักรกล.

2. ตัวแปรในการพิจารณาชนิดและคุณสมบัติของถุงกรอง

2.1 ตัวแปรในการพิจารณาเลือกชนิดของไซโคลนทั้งหมดในข้างต้น (ข้อ 1.1 ถึง 1.3)

2.2 อุณหภูมิของสิ่งเจือปน (Temperature of Particle)

2.3 คุณสมบัติของสิ่งเจือปนในด้านของความเหนียวหนืด, การมีประจุไฟฟ้าสถิต

3. ตัวแปรในการเลือกขนาดและจำนวนของถุงกรอง

3.1 หลักการพื้นฐานที่สำคัญจะต้องทราบ อัตราส่วนของ ปริมาตรของลม(ในหนึ่งหน่วยเวลา)/พื้นที่รวมของถุงผ้า

ในที่นี้

หน่วยของปริมาตรของลมในหนึ่งหน่วยเวลา เป็นลูกบาศก์เมตร/นาที (m3/min)

หน่วยของพื้นที่รวมของถุงผ้า เป็นตารางเมตร (m2)

เพราะฉะนั้นหน่วยของ (Air-cloth Ratio) อัตราส่วนของปริมาตรลม/หนึ่งหน่วยเวลา/พื้นที่รวมถุงผ้า= m3/min/m2 หรือ m3/m2/min

4. การคำนวณค่าพื้นที่รวมของถุงกรอง (Filter Area Calculation)

จะต้องทราบค่าปริมาณของลมเป็น m3/hr หรือ m3/min หรือ cuft/min

 

 

AC= Air/cloth ratio

4.1 ค่า AC= Air/cloth ratio (AC) ที่นิยมใช้ครอบคลุมการใช้งานของ ตัวไซโคลนและถุงผ้า จะมีค่าอยู่ระหว่าง 2.0-6.0 m3/m2/min

4.2.1 ค่า AC ต่ำ คือปริมาณลมน้อย ใช้เนื้อที่ถุงผ้ามาก

                ข้อดี        ถุงผ้าจะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น เกิดแรงดันตกคร่อมที่ถุงผ้าน้อย

                ข้อเสีย     สิ้นเปลืองจำนวนถุงผ้า หรือต้องใช้ตัวไซโคลนมีขนาดใหญ่กว่าที่จำเป็น

4.2.2 ค่า AC สูง คือปริมาณลมมาก ใช้เนื้อที่ถุงผ้าน้อย

                ข้อดี         ประหยัดถุงผ้า

                ข้อเสีย     ถุงผ้าจะมีอายุการใช้งานสั้นลง (ตันได้ง่าย) เกิดแรงดันตกคร่อมที่ถุงผ้าจำนวนมาก

4.3 การคำนวณหาค่าความยาวของถุงกรองจากพื้นที่รวมของถุงกรอง

ยกตัวอย่าง การหาค่า ความยาวของถุงกรอง โดยกำหนดค่าเส้นผ่านศูนย์กลางถุงกรอง = 140 มม.

จากพื้นที่รวมของถุงกรอง = เส้นรอบวงของถุงกรอง x ความยาวของถุงกรอง x จำนวนถุงกรองทั้งหมด

A = ¶d x L x N

เมื่อ          d = ø ถุงกรอง = 140 มม.

                L = ความยาวของถุงกรอง (เมตร)

                N = จำนวนถุงกรอง = 90 ถุง

                AC = ค่า Air/cloth ratio

สมมุติ ให้ใช้พัดลม TFB-7540 ซึ่งใช้มอเตอร์ 75 แรงม้า จะได้ค่าปริมาตรลม = 46,800 m3/hr ,ค่า AC จากตารางกำหนดให้ประมาณ 4.0 จะได้ A = พื้นที่ถุงกรองรวมระหว่าง 175 m2 ขึ้นไป

ตารางเลือกค่าความยาวของถุงกรองและจำนวนถุงกรอง

                                                                                                                   พื้นที่ถุงกรอง(เมตร2)   

จำนวนถุง

52

70

90

120

166

198

ความยาวถุง

(หน่วยเป็นเมตร)

3.0

68.61

92.36

118.75

158.33

219.03

261.26

3.5

80.04

107.76

138.54

184.73

255.54

304.80

4.0

91.48

123.15

158.34

211.12

292.04

348.34

4.5

102.92

138.54

178.12

237.50

328.55

391.88

5.0

114.35

153.94

197.92

263.89

365.05

435.42

5.5

125.79

169.33

217.71

290.28

401.56

479.00

 

จากตารางเลือกใช้ ถุงกรองยาว 4.5 เมตร จำนวน 90 ถุง จะได้พื้นที่ถุงกรอง รวมทั้งหมด = 178.12 m2

เมื่อค่า     Q             ของพัดลม             =             46,800   m3/hr

              A             ของถุงกรอง           =             178.12   m2

ค่า          AC                                      =            46,800/60 m3/min

                                                                     178.12      m2

                                                       =            4.38   m3/m2/min

จะเห็นว่าค่า AC อยู่ระหว่างกึ่งกลางของ 2.0 กับ 6.0 จึงเป็น ค่า AC ที่เหมาะสมจะใช้งานได้ดี

5.เลือกชนิดของไซโคลน

                จากงานของ บจก.เดสโก อินเตอร์เนชั่นแนล จะใช้ในงานโรงสีข้าว เป็นหลัก จะแบ่งเป็น

5.1 ใช้กับเครื่องอบข้าวเปลือก

5.2 ใช้ในโรงสีข้าว (ภาคข้าวกล้อง)

5.3 ใช้ในโรงสีข้าว (ภาคข้าวสาร หรือ ภาคข้าวขาว)

5.4 ใช้กำจัดฝุ่นทั่วไปในงานโรงสี

 

การเลือกขนาดขึ้นอยู่กับจำนวนถุงกรอง และความยาวของถุงกรองที่ใช้ ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดขนาด เส้นผ่านศูนย์กลาง และความสูงของตัวไซโคลน ส่วนวิธีการนำสิ่งเจือปนออกจากตัวไซโคลน มี 2 แบบ คือ

1. แบบก้นกรวย (Bottom cone type)

 

                - สามารถเปิดฝาไซโคลนที่เป็นบานพับแล้วถอดหรือใส่ถุงกรองทางด้านบน

                - ใช้งานกับสิ่งเจือปนที่ไม่มีความเหนียว, มีมุมกองน้อย, ลื่นไหลได้ง่าย

                - สิ่งเจือปนจะถูกปล่อยออกจากไซโคลนโดยโรตารี่วาล์ว (Rotary valve airlock) ที่ส่วนปลายของกรวย

                - ต้องใช้กับพื้นที่ ที่มีความสูงพอเพียง

 

2. แบบก้นเรียบมีใบกวาด (Bottom flat with Scraper type)

                - วิธีใส่หรือถอดถุงกรองเหมือนกันกรณีแรก

                - ใช้กับสิ่งเจือปนที่มีความเหนียว, มีความชื้นสูง, มีขนาดเล็กและมีมุมกรองสูง, เกาะตัวหรือถักตัวได้ง่าย

                - สิ่งเจือปนจะถูกใบกวาด กวาดลงรู แล้วจ่ายออกด้วย โรตารี่วาล์ว (Rotary valve airlock) เหมือนกัน

                - เหมาะกับพื้นที่ ที่มีความสูงไม่มาก

                - ชิ้นส่วนใบกวาดจะสึกหรอ และเปลืองพลังงานในการขับเคลื่อน

 

3. แบบติดตั้งบนไซโลโดยตรง (Direct mounting type)

                - ใช้ติดตั้งบนไซโล หรือถังเก็บเมล็ดพืชโดยตรง เพื่อระบายความร้อนออกจากเมล็ดพืช และกำจัดฝุ่นไม่ให้ออกไปกับเมล็ดพืช เมื่อปล่อยเมล็ดพืชออกจากไซโลหรือถังเก็บ

                - ไม่มีทางเข้าของอากาศ และเป็นแบบก้นเรียบ มีใบกวาด

 

4. แบบพิเศษ (Special type)

                ไซโคลนชนิดนี้จะใช้งานกับสิ่งเจือปนที่มีความคม และทำให้เกิดการสึกหรอสูง สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ

4.1 ใช้กับสิ่งเจือปนที่มีน้ำหนักปานกลางถึงสูง

ซึ่งเมื่ออากาศ+สิ่งเจือปน วิ่งเข้าสู่ตัวไซโคลน จะเกิดการสึกหรอกับตัวไซโคลน การออกแบบจึงขยายส่วนบริเวณเส้นสัมผัสวง (Tangential inlet) ให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางโตกว่า แล้วจะมีการ์ดกันสึกหรอ (Erosion guard) ทำด้วยเหล็กสแตนเลสรองไว้ด้านใน ซึ่งชิ้นส่วนนี้สามารถถอดเปลี่ยนได้เมื่อเกิดการสึกหรอ

4.2 ใช้กับสิ่งเจือปนที่มีน้ำหนักมาก

ซึ่งสิ่งเจือปนจะร่วงลงสู่เบื้อล่างได้ง่าย จึงออกแบบให้ทางเข้า (Inlet) อยู่ต่ำลงมา และเข้าโดยตรง (Radial inlet) ส่วนการ์ดกันสึกหรอ ไม่ให้สิ่งเจือปนสัมผัสถุงผ้า ก็จะมีอยู่และทำจากเหล็กสแตนเลสเหมือนกัน แต่เส้นผ่านศูนย์กลางของตัวไซโคลนจะโตกว่าแบบ 4.1

 

อุปกรณ์ประกอบของไซโคลนกำจัดฝุ่นแบบมีถุงกรอง (Standard equipment of cyclone with bag filter)

1.อุปกรณ์ประกอบหลักที่ทำให้ไซโคลนแบบมีถุงกรองทำงานได้ คือ

                - พัดลม (Turbo fan)

                - โรตารี่วาล์วกั้นลม (Rotary valve airlock)

                - ตู้ควบคุมไฟฟ้าพร้อมอินเวอร์เตอร์ (Inverter) เพื่อใช้ปรับลดหรือเพิ่มรอบพัดลม

                - สกรูลำเลียงสิ่งเจือปนไปยังสถานที่เก็บ

                - ท่อลมที่ใช้ในการเดินต่อจากจุดกำเนิดสิ่งเจือปนมายังตัวไซโคลนและต่อจากพัดลมเป่าทิ้ง

 

2.ระบบทำความสะอาดถุงกรอง (Pulse jet system)

                - หัวเป่า (Pulse jet nozzle)

                - แผงควบคุมการเป่าทำความสะอาดถุงกรอง แบบ Differential Pressure control

ข้อดีของการทำความสะอาดถุงกรองแบบใช้ Photohelic gauge ซึ่งเป็นตัวบอกถึงแรงดันซึ่งตกคร่อมหรือลดลงแล้ว อากาศไปถุงกรองไม่สะดวก จึงทำการยิงลมผ่าน Pulse jet valve control คือ เมื่อยังไม่มีสิ่งเจือปนเกาะติดผนัง

ถุงกรองก็ยังไม่ยิงลมทำความสะอาด เป็นการประหยัดดังนี้

1. ประหยัดอายุการใช้งานของหัวเป่า

2. ประหยัดอายุการใช้งานของถุงกรอง

3. ประหยัดพลังงานของปั๊มลมซึ่งต้องใช้ลมเป่าทำความสะอาดถุงกรองในสภาวะปกติ