مقدمه
تا اواسط دهه ۱۹۹۰ صنعت سيمان يکي از عمده ترين صنايع آلاينده در دنيا محسوب مي شد. اين نقيصه ناشي از عمده ترين صنايع آلاينده در دنيا محسوب مي شد. اين نقيصه ناشي از عدم وجود يا بازدهي ناکافي سيستم هاي تصفيه و غبارگير، نبودن الزامات قانوني مناسب و عدم آگاهي کافي از مسائل زيست محيطي در آن زمان بود.
تجهيز صنايع سيمان به سيستم هاي غبارگير در آن زمان، هزينه قابل توجهي دربرداشت که بسياري از صاحبان صنايع قادر به استفاده از آنها نبودند.
با تغيير ساختار و ارتقاء سيستم هاي غبارگير و پيشرفت هاي عصر حاضر مسائل اقتصادي و هزينه هاي مربوط به آنها تحت تأثير قرار گرفته اند.
عمده ترين منابع آلايندگي و انتشار غبار در صنعت سيمان کوره هاي سيمان، سوخت مصرفي آنها، موادخام و آسياب هاي سيمان مي باشند، تجهيزات ديگري چون سيستم هاي انتقال و تغذيه، سيلوها و دستگاه هاي بسته بندي نيز در انتشار غبار نش دارند.
● خصوصيات ذرات
▪ اندازه ذرات
تقسيم بندي ذرات به چهار گروه غبار (Dust)، ميست (Mist)، فيوم (Fume) و فاگ (Fog) مي باشد.
با توجه به تنوع اندازه ذرات در بخش هاي مختلف خط توليد سيمان، تجهيزات تصفيه گاز در بخش هاي مختلف بايستي داراي ويژگي هاي مربوط به آن مواد مي باشد.
▪ چگالي نسبي ذرات
دانسيته ذرات در بازده جداسازي تأثير بسيار زيادي دارند، به طوري که جداسازي ذرات با دانسيته کم مشکل مي باشد، زيرا آنها تمايل به تعليق در گاز دارند.
متناسب با تکنولوژي به کار رفته معمولاً دو دسته عمده از تجهيزات جهت غبارگيري در صنعت سيمان به کار مي رود که شامل الکترو*****ها و بگ *****ها مي باشد.
● الکترو*****ها (Electrofilter)
تا اواخر دهه ۱۹۹۰، جهت غبارزدائي گازهاي ناشي از احتراق در کوره هاي سيمان از الکترو*****ها استفاده مي شد. روش کار الکترو*****ها استفاده از ميدان الکتريکي جهت جداسازي ذرات غبار معلق در گاز مي باشد. تحت تأثير ميدان الکتريکي ذرات غبار جذب الکترود جمع کننده (Collecting) مي شوند. آهنگ جذب ذرات توسط الکترود جمع کننده به ميزان اختلاف پتانسيل بين الکترودهاي جمع کننده و الکترودهاي تخليه (Discharge يا گسيل کننده الکترون) بستگي دارد. ذرات جذب شده توسط الکترود جمع کننده به ميزان کمتري توسط الکترود تخليه توسط تجهيزات مکانيکي (چکش هاي ضربه زن) از الکترودها جدا شده و توسط سيستم هاي انتقال مثل نوارهاي نقاله و سيستم هاي مارپيچ و ... که در پائين الکترو***** تعبيه شده اند به بيرون هدايت مي شوند. در سيستم قديمي تر الکترود تخليه يا کرونا به شکل سيمي به قطر ۲ تا ۴ ميلي متر و الکترود جمع کننده به شکل لوله اي يا صفحه اي ساخته مي شدند، که يکي از عيوب آن تغيير شکل و خميدگي الکترود تخليه يا کرونا به سمت الکترود جمع کننده بود.
در طراحي هاي اخير الکترود تخليه به صورت نواري محکم و صلب و الکترود جمع کننده به صورت صفحه فولادي چين دار ساخته مي شوند. از مزاياي اين روش عدم پيچش الکترود تخليه به سمت الکترود جمع کننده (به دليل ساختار صلب و محکم آن) و ايجاد کروناي يکنواخت در کل طول الکترود تخليه مي باشد. يکي از مشخصه هاي اساسي الکترو*****ها ميزان اختلاف پتانسيل بين الکترودهاي آنها است.
▪ يکي از عوامل مؤثر بر کارآئي الکترو*****ها، سيستم ضربه زن مي باشد، که شامل موارد زير است:
- سيکل زماني چکش هاي ضربه زن.
- شدت ضربات چکش ها
معمولاً سيکل زمان چکش ها در دوره و راه اندازي براي بيشترين بار ورودي به الکترو***** تنظيم مي گردد. بررسي ها نشان داده اند که تنظيم سيکل زاني ضربه زن ها با توجه به ميزان غبار ورودي تأثير مثبتي روي افزايش بازده الکترو*****ها دارد. افزايش بيش از حد سيکل زماني، مانع تشکيل لايه غبار روي صفحات شده، لذا شدت جرقه (Sparking) را تشديد نموده و اين پديده علاوه بر کاهش ولتاژ و کاهش بازده غبارگيري، کاهش عمر الکترودها را نيز به همراه دارد. ضمن اينکه فرصت به هم چسبيدن مواد،که خاصيت چسبندگي دارند، جهت جلوگيري از برگشت ذرات به جريان گاز، رعايت نکرده ايم.
کم بودن سيکل زمان ضربه زن ها، باعث افزايش ضخامت بستر صفحات مي گردد. در صورتي که ضخامت بستر مواد از ۱۰mm بيشتر گردد، اشکالات ير را پديد مي آورد:
افزايش بيش از حد لايه مواد روي صفحات، منجر به کاهش فاصله بين الکترودها شده که باعث ايجاد جرقه در الکترو***** مي گردد. سيستم کنترل در پاسخ به چنين شرايطي، ولتاژ و در نتيجه جريان را کاهش مي دهد، که کاهش ميزان باردار شدن ذرات و نيز کمتر شدن نيروي اعمال شده به ذرات در حرکت به سمت صفحه جمع کننده را به دنبال خواهد داشت و با توجه به اينکه بازده الکترو***** مستقيماً به سرعت جذب ذرات بستگي دارد، لذا باعث کاهش بازده الکترو***** مي گردد.
تا اواسط دهه ۱۹۹۰ صنعت سيمان يکي از عمده ترين صنايع آلاينده در دنيا محسوب مي شد. اين نقيصه ناشي از عمده ترين صنايع آلاينده در دنيا محسوب مي شد. اين نقيصه ناشي از عدم وجود يا بازدهي ناکافي سيستم هاي تصفيه و غبارگير، نبودن الزامات قانوني مناسب و عدم آگاهي کافي از مسائل زيست محيطي در آن زمان بود.
تجهيز صنايع سيمان به سيستم هاي غبارگير در آن زمان، هزينه قابل توجهي دربرداشت که بسياري از صاحبان صنايع قادر به استفاده از آنها نبودند.
با تغيير ساختار و ارتقاء سيستم هاي غبارگير و پيشرفت هاي عصر حاضر مسائل اقتصادي و هزينه هاي مربوط به آنها تحت تأثير قرار گرفته اند.
عمده ترين منابع آلايندگي و انتشار غبار در صنعت سيمان کوره هاي سيمان، سوخت مصرفي آنها، موادخام و آسياب هاي سيمان مي باشند، تجهيزات ديگري چون سيستم هاي انتقال و تغذيه، سيلوها و دستگاه هاي بسته بندي نيز در انتشار غبار نش دارند.
● خصوصيات ذرات
▪ اندازه ذرات
تقسيم بندي ذرات به چهار گروه غبار (Dust)، ميست (Mist)، فيوم (Fume) و فاگ (Fog) مي باشد.
با توجه به تنوع اندازه ذرات در بخش هاي مختلف خط توليد سيمان، تجهيزات تصفيه گاز در بخش هاي مختلف بايستي داراي ويژگي هاي مربوط به آن مواد مي باشد.
▪ چگالي نسبي ذرات
دانسيته ذرات در بازده جداسازي تأثير بسيار زيادي دارند، به طوري که جداسازي ذرات با دانسيته کم مشکل مي باشد، زيرا آنها تمايل به تعليق در گاز دارند.
متناسب با تکنولوژي به کار رفته معمولاً دو دسته عمده از تجهيزات جهت غبارگيري در صنعت سيمان به کار مي رود که شامل الکترو*****ها و بگ *****ها مي باشد.
● الکترو*****ها (Electrofilter)
تا اواخر دهه ۱۹۹۰، جهت غبارزدائي گازهاي ناشي از احتراق در کوره هاي سيمان از الکترو*****ها استفاده مي شد. روش کار الکترو*****ها استفاده از ميدان الکتريکي جهت جداسازي ذرات غبار معلق در گاز مي باشد. تحت تأثير ميدان الکتريکي ذرات غبار جذب الکترود جمع کننده (Collecting) مي شوند. آهنگ جذب ذرات توسط الکترود جمع کننده به ميزان اختلاف پتانسيل بين الکترودهاي جمع کننده و الکترودهاي تخليه (Discharge يا گسيل کننده الکترون) بستگي دارد. ذرات جذب شده توسط الکترود جمع کننده به ميزان کمتري توسط الکترود تخليه توسط تجهيزات مکانيکي (چکش هاي ضربه زن) از الکترودها جدا شده و توسط سيستم هاي انتقال مثل نوارهاي نقاله و سيستم هاي مارپيچ و ... که در پائين الکترو***** تعبيه شده اند به بيرون هدايت مي شوند. در سيستم قديمي تر الکترود تخليه يا کرونا به شکل سيمي به قطر ۲ تا ۴ ميلي متر و الکترود جمع کننده به شکل لوله اي يا صفحه اي ساخته مي شدند، که يکي از عيوب آن تغيير شکل و خميدگي الکترود تخليه يا کرونا به سمت الکترود جمع کننده بود.
در طراحي هاي اخير الکترود تخليه به صورت نواري محکم و صلب و الکترود جمع کننده به صورت صفحه فولادي چين دار ساخته مي شوند. از مزاياي اين روش عدم پيچش الکترود تخليه به سمت الکترود جمع کننده (به دليل ساختار صلب و محکم آن) و ايجاد کروناي يکنواخت در کل طول الکترود تخليه مي باشد. يکي از مشخصه هاي اساسي الکترو*****ها ميزان اختلاف پتانسيل بين الکترودهاي آنها است.
▪ يکي از عوامل مؤثر بر کارآئي الکترو*****ها، سيستم ضربه زن مي باشد، که شامل موارد زير است:
- سيکل زماني چکش هاي ضربه زن.
- شدت ضربات چکش ها
معمولاً سيکل زمان چکش ها در دوره و راه اندازي براي بيشترين بار ورودي به الکترو***** تنظيم مي گردد. بررسي ها نشان داده اند که تنظيم سيکل زاني ضربه زن ها با توجه به ميزان غبار ورودي تأثير مثبتي روي افزايش بازده الکترو*****ها دارد. افزايش بيش از حد سيکل زماني، مانع تشکيل لايه غبار روي صفحات شده، لذا شدت جرقه (Sparking) را تشديد نموده و اين پديده علاوه بر کاهش ولتاژ و کاهش بازده غبارگيري، کاهش عمر الکترودها را نيز به همراه دارد. ضمن اينکه فرصت به هم چسبيدن مواد،که خاصيت چسبندگي دارند، جهت جلوگيري از برگشت ذرات به جريان گاز، رعايت نکرده ايم.
کم بودن سيکل زمان ضربه زن ها، باعث افزايش ضخامت بستر صفحات مي گردد. در صورتي که ضخامت بستر مواد از ۱۰mm بيشتر گردد، اشکالات ير را پديد مي آورد:
افزايش بيش از حد لايه مواد روي صفحات، منجر به کاهش فاصله بين الکترودها شده که باعث ايجاد جرقه در الکترو***** مي گردد. سيستم کنترل در پاسخ به چنين شرايطي، ولتاژ و در نتيجه جريان را کاهش مي دهد، که کاهش ميزان باردار شدن ذرات و نيز کمتر شدن نيروي اعمال شده به ذرات در حرکت به سمت صفحه جمع کننده را به دنبال خواهد داشت و با توجه به اينکه بازده الکترو***** مستقيماً به سرعت جذب ذرات بستگي دارد، لذا باعث کاهش بازده الکترو***** مي گردد.
