لقد مثلت سبعينيات القرن العشرين بداية ظهور تقنية الفلاتر ذات الطيات (Pleated Filter Technology)، حينها احتاج المصنعون إلى طرق أفضل لاحتجاز الجسيمات دون استهلاك طاقة كبيرة. ما بدأ كوسائط مطوية بسيطة قد قطع شوطاً طويلاً منذ ذلك الحين بفضل الاختراقات التي تحققت باستخدام الألياف النانوية المنسوجة كهربائياً (Electrospun Fibers). لقد منحت هذه الخيوط الدقيقة المهندسين تحكماً أكثر دقة في مدى مسامية المادة وفي كيفية ترتيب الألياف، وهو ما سجله تشانغ وزملاؤه في عام 2021. وبمنظور أوسع، وبعد أكثر من خمسين عاماً، نرى اليوم كيف تحولت هذه الفلاتر إلى أنظمة متطورة تجمع بين مواد مختلفة. فكّر مثلاً في مزيج البوليستر المنفوخ المصهور (Melt-blown Polyester) مع طلاءات الألياف النانوية (Nanofiber Coatings). والنتيجة؟ فلاتر تعمل بفعالية أكبر لفترات أطول بين عمليات الاستبدال، مما يجعلها ضرورية في كل شيء بدءاً من أنظمة التدفئة وتكييف الهواء (HVAC) وصولاً إلى أجهزة تنقية الهواء الصناعية (Industrial Air Scrubbers) حيث تكون الموثوقية ذات أهمية قصوى.
تعمل المرشحات ذات الطيات بشكل جيد للغاية بسبب تصميمها. أظهرت دراسة نُشرت في مجلة Powder Technology في عام 2022 شيئًا مثيرًا للاهتمام عند النظر في هذه المرشحات. عندما تكون الطيات بزاوية صحيحة، فإنها توفر لنا في الواقع مساحة سطحية للترشيح تزيد بنسبة تصل إلى ثلاثة أضعاف مقارنة بالمرشحات المسطحة التقليدية التي تحتل نفس المساحة على الرف. تذكّر طريقة طي هذه المرشحات آلة الأكورديون. يتحرك الهواء عبرها باتجاهات مختلفة بدلاً من المرور بشكل مستقيم فقط. وبسبب هذا التصميم، تصيب الجسيمات خيوط المرشح حوالي 80٪ أكثر قبل أن تخرج من النظام وفقًا لبحث قام به تينغ وزملاؤه في العام الماضي. ماذا يعني ذلك بالنسبة للأداء؟ معدلات التقاط أفضل دون إبطاء تدفق الهواء أو توقفه تمامًا.
تتفوق المرشحات ذات الطيات على الأنظمة التقليدية من حيث مؤشرات الأداء الرئيسية التالية:
| المتر | مرشحات مضربة | مرشحات الحقائب | مرشحات الخراطيش |
|---|---|---|---|
| نسبة المساحة السطحية | 3.2:1 | 1:1 | 1.5:1 |
| انخفاض الضغط (Pa) | 150 | 450 | 300 |
| احتفاظ الغبار (غ/م²) | 850 | 400 | 600 |
تُظهر بيانات من Bulejko وآخرون. (2018) أن هذا التصميم يقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 40% في تطبيقات إزالة الجسيمات النانوية مقارنة بالبدائل التقليدية، مما يجعل مرشحات التجويف خيارًا متفوقًا لfiltration الصناعية عالية الكفاءة.
لقد دفع التحسن الأخير في تقنية الإلكترستاتيكية، كما لاحظه فنغ وزملاؤه في عام 2019، بمرشحات الفلتر ذات الطيات إلى التقاط 99.97% من تلك الجسيمات الصغيرة PM0.3 مع السماح لا يزال بتدفق الهواء بسرعة تزيد عن 100 متر مكعب في الدقيقة. عندما يضبط المصنعون الطيات بدقة، يتضح أن النطاق الأمثل يتراوح بين 30 إلى 50 طية لكل إنش. هذا الترتيب يخلق نمط تدفق هواء أكثر سلاسة، مما يساعد فعليًا في منع تجمع الغبار بسرعة على سطح المرشح. لقد شهدنا أداءً متميزًا لهذه المرشحات أيضًا في مصانع الإسمنت. حيث عملت بعض الوحدات دون توقف لمدة تتراوح بين 8000 إلى 12000 ساعة متواصلة، أي ما يعادل تقريبًا 2.5 مرة ما تحققه مرشحات الأكياس التقليدية قبل الحاجة إلى الاستبدال. هذه الدرجة من المتانة تحدث فرقًا كبيرًا عند التعامل مع البيئة الصناعية الغبارية الكثيفة.
تدمج مرشحات التجويف الحديثة بوليمرات قابلة للتحلل الحيوي وأليافاً صناعية معاد تدويرها، مما توازن بين المسؤولية البيئية والمتانة الصناعية. تعمل طلاءات النانوكومبوزيت على تحسين التقاط الجسيمات مع تمكين إعادة التدوير الكاملة، مما يعالج مخاوف التلوث المجهرى للمواد البلاستيكية. تحافظ هذه المواد على الأداء في الظروف القاسية وتتحلل بأمان في نهاية عمرها الافتراضي، بما يتماشى مع مبادئ الاقتصاد الدائري.
أفضل تصميمات الفلاتر في الوقت الحالي تعتمد على البناء من مادة واحدة، وذلك لأن ذلك يخلصنا من تلك الطبقات المختلطة التي تجعل عملية إعادة التدوير أكثر صعوبة. خذ على سبيل المثال فلاتر الكارtridge ذات الطيات، إذ يمكن لإحدى هذه الفلاتر أن تحل محل ما يقارب أربعة إلى خمسة أكياس فلاتر تقليدية. هذا يقلل من كمية المواد الخام المطلوبة بنسبة تتراوح بين 30 إلى 40 بالمئة تقريبًا، دون التأثير على كمية الغبار التي يمكن لهذه الفلاتر أن تحتفظ بها. كما أن الشركات المصنعة بدأت أيضًا باستخدام مواد لاصقة خالية من المذيبات وإطارات خالية من الأجزاء المعدنية. تجعل هذه التغييرات عملية فصل القطع لإعادة التدوير أسهل بكثير. نحن نتحدث هنا عن استعادة ما يقارب 92 بالمئة من المكونات عند استخدام أنظمة الدورة المغلقة حاليًا. ولوضع هذا في سياقه الصحيح، هذا يعادل ضعف ما نراه في الفلاتر التقليدية القديمة التي لا تزال منتشرة في الأسواق.
توفر الهياكل المطوية ما يقارب 2.8 مرة مساحة سطحية أكثر مقارنةً بالخيارات المسطحة، مما يعني مقاومة أقل عندما يتدفق الهواء من خلالها، مع خفض يتراوح بين 15 إلى 20 رطل لكل بوصعة مربعة، ما يُحدث فرقاً حقيقياً. على مدار عام، يمكن لهذا التصميم أن يقلل من استهلاك الطاقة الخاصة بالمراوح بنسبة تتراوح بين 18 إلى 22 بالمئة لكل موقع تركيب، مما يؤدي إلى انخفاض إجمالي في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. تأتي الكفاءة العالية من تلك الطبقات الخاصة من الألياف النانوية التي تتمكن من التقاط ما يقارب كل شيء (حوالي 99.97%) حتى الجسيمات التي تصل إلى 0.3 ميكرون، مع الحفاظ على الانخفاض الأولي في الضغط دون تجاوز 1 إنش من قياس الضغط المائي. تعمل هذه المرشحات بشكل أفضل من مرشحات الترسيب الكهروستاتيكي التقليدية ومرشحات الأغشية عند النظر إلى كفاءتها بالمقارنة مع متطلباتها من الطاقة.
تتماشى الآن مزيجات الوسائط المطابقة للمعايير مع معايير ISO 14025 البيئية دون التأثير على جودة الهواء المطلوبة بموجب معايير OSHA. وتشير تقارير المصانع إلى تحقيق عائد استثمار أسرع بنسبة 63٪ بفضل توفير الطاقة والحد من تكاليف التخلص من النفايات الخطرة، مما يثبت إمكانية تكامل الاستدامة والأداء التشغيلي في الصناعات الثقيلة.
في الواقع، تقوم المرشحات ذات الطيات باعتراض ما يقارب من ثلاثة إلى أربعة أضعاف من الملوثات مقارنةً بتلك التصاميم ذات الأسطح المسطحة التي نراها بشكل متكرر. تكمن الميزة في تلك الطيات ذات الشكل الأكورديوني التي توفر ما يقارب 400 بالمئة إضافية من المساحة السطحية داخل نفس الحجم الخارجي. لكن ما يميزها حقاً هو الوسيط ذو الكثافة المتدرجة الموجود داخلها. تسمح هذه البنية الخاصة بها باعتراض جزيئات صغيرة جداً تصل إلى حدود 2 إلى 5 ميكرون دون أن تسد بسرعة كبيرة. وعند اختبارها في بيئات قاسية، تحافظ هذه النماذج ذات الطيات على ما يقارب 85 بالمئة من الجسيمات التي تعترضها حتى في ظل سرعات هواء تتجاوز 300 قدم في الدقيقة. وهذا أداء أفضل بكثير من المرشحات العادية من النوع الكيس الذي لا يزيد معدل احتجازه عن 50 إلى 60 بالمئة تحت ظروف مماثلة.
يمكن لفلاتر الطيات المغطاة بطبقات PTFE أن تستمر لما يزيد على 1000 دورة تنظيف، وهو ما يعادل نحو ثلاثة أضعاف المدة مقارنة بمواد البوليستر القياسية غير المعالجة. تُبقي أنظمة التنظيف التلقائية ذات النبض العكسي من انخفاض الضغط تحت السيطرة عند حوالي 8 بوصات من قياس الماء لمدة تتراوح بين 18 إلى 24 شهراً. هذا يعني أن مديري المرافق يقضون حوالي 30 بالمئة أقل من الوقت في الصيانة المباشرة كل عام. وفيما يتعلق بالإغلاقات غير المتوقعة الناتجة عن فشل الفلاتر، أفادت المصانع التي اعتمدت تصميم الفلاتر الطية بأن عدد الحوادث كان أقل بنسبة 40 بالمئة تقريباً مقارنة بتلك التي ما زالت تعتمد على الأنظمة التقليدية للفلاتر الكارtridge. الفرق في درجة الاعتمادية له تأثير كبير على الكفاءة التشغيلية العامة.
استبدل مورد من الدرجة الأولى لقطع السيارات مرشحات الأكياس التقليدية بمرشحات مطوية في محطات اللحام الروبوتية. وعلى الرغم من التكلفة الأولية الأعلى (18 دولارًا مقابل 12 دولارًا لكل وحدة)، فقد قدمت المرشحات المطوية:
جاءت هذه التحسينات نتيجة التعامل المتفوق مع أدخنة اللحام دون الميكرون مع الحفاظ على تدفق هواء ثابت.
قد تبلغ تكاليف الفلاتر ذات الطيات حوالي 20 إلى 35 بالمائة أكثر مبدئيًا مقارنة بالخيارات القياسية، لكنها في الواقع توفر المال على المدى الطويل. عند النظر في التكاليف الإجمالية على مدى خمس سنوات من التشغيل، تنتهي تكاليف هذه الفلاتر إلى أن تكون حوالي نصف التكلفة لكل ساعة استخدام. لقد شهدت العديد من المنشآت عائد استثمارها بسرعة كبيرة، أحيانًا خلال تسعة إلى اثني عشر شهرًا فقط، خاصة في الأماكن التي يكون فيها الاستخدام مكثفًا. والحسابات دقيقة أيضًا؛ كل دولار يتم إنفاقه يعود عادةً بحوالي خمسة دولارات من التوفير على مر الزمن. وبالمناسبة، فإن الشركات التي تستخدم الفلاتر ذات الطيات مع أنظمة مراقبة الضغط الذكية عبر تقنية إنترنت الأشياء تحصل على نتائج أفضل. تقلل هذه الأنظمة من استهلاك الطاقة بنسبة تتراوح بين 18 و22 بالمائة فقط لأن الصيانة تتم جدولتها بناءً على بيانات فعلية وليس تخمينات.
يتيح التصميم المجاز لهندسة الخرطوشة التجويفية احتجاز ما يقارب 98% من الجسيمات PM2.5 لأنه يجمع بين ترشيح عميق ومساحة سطحية أكبر بكثير من تلك الموجودة في المرشحات العادية ذات الأكياس. فكّر في الأمر بهذه الطريقة: توفر هذه التصاميم التجويفية أكثر من مرتين ونصف مساحة ترشيح إضافية. عند مقارنة الوسائط المسطحة بالمجوّفة، فإن الأخيرة تخلق درجة كافية من الاضطراب داخل المرشح بحيث تُحتجز الأتربة داخل تلك الجيوب الصغيرة دون أن تزيد مقاومة الهواء عن 1.2 بوصة على مقياس الماء. أشارت بعض الدراسات من العام الماضي إلى أمرٍ مثير للاهتمام أيضًا. خلال فترات الإنتاج المكثفة عندما تكون العمليات تعمل بسرعة قصوى، تمكّنت المرشحات التجويفية من التقاط ما يقارب 63% أكثر من الجسيمات الدقيقة مقارنة بما تمكّنت المرشحات القياسية من التقاطه تحت ظروف مماثلة.
لقد شهدت مصنعة أمريكية وسطى لقطع الغيار حدثاً مثيراً بعد تركيبها تلك مرشحات الأكياس الطية لعمليات اللحام لديها. خلال ستة أسابيع فقط، انخفضت مستويات PM2.5 بنسبة تقارب 57%. وهو أمر مثير للإعجاب بالنظر إلى أنها كانت لا تزال تعمل بسعة كاملة، ومعالجة ما يقارب 12 طناً في الساعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. بقيت جودة الهواء نظيفة بشكل ثابت أيضاً، مع الحفاظ على جزيئات الغبار تحت 5 ميكروغرام لكل متر مكعب. وهو ما يمثل تحسناً فعلياً بنسبة 82 نقطة مئوية مقارنة بما تراه NIOSH آمناً. ولا تنسَ الأثر الحقيقي على العمليات اليومية. لاحظ مشرفو المصنع انقطاعات ضئيلة جداً تقريباً بسبب مشاكل التهوية. انخفضت توقفات العمل المتعلقة بجودة الهواء السيئة بنسبة 89% خلال تلك الفترات الإنتاجية المزدحمة التي تعد فيها كل دقيقة مهمة.
يتماشى معظم المرشحات المطوية الحديثة مع حوالي 94٪ من معايير OSHA 1910.134 الخاصة بالهواء النظيف عندما تكون مزودة بتلك المواد المركبة متعددة الطبقات. وبحسب إرشادات وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) لأحدث المواد السامة في الهواء لعام 2022، فإن خليط البوليستر المطوي مع مادة PTFE يعمل بشكل ممتاز في احتجاز المعادن الخطرة مثل الكروم والنيكل. تنجح المصانع التي تتحول إلى وسائط ترشيح متقدمة من هذا النوع مع أنظمة التنظيف التلقائية باستمرار في اجتياز عمليات التفتيش المفاجئة بنسبة 100٪ في الامتثال. وهذا رقم مثير للإعجاب مقارنةً بغرف الترشيح التقليدية ذات الأكياس المصنوعة من الفلت التي تحقق فقط حوالي 68٪ من الامتثال في ظروف مماثلة. والفارق يُظهر مدى التحسن التكنولوجي في السنوات الأخيرة في مجال التحكم بجودة الهواء الصناعي.
تعمل الفلاتر ذات الطيات بشكل ممتاز عند تركيبها في المعدات القديمة عبر قطاعات مختلفة مثل ورش تصنيع المعادن ومعامل الأدوية ووحدات إنتاج الأغذية. تأتي معظم النماذج بمقاسات قياسية تتراوح بين 12 إلى 14 بوصة في القطر، مع دقة تصنيع تُحافظ ضمن نطاق تفاوت يبلغ حوالي 3%. وبحسب أحدث تقرير عن الترشيح الصناعي لعام 2024، فإن هذه الأبعاد تتوافق مع حوالي 88 بالمئة من وحدات جمع الغبار الموجودة في أمريكا الشمالية. وفي أغلب عمليات التركيب، لا توجد عادةً حاجة لتعديل الهياكل الموجودة على الإطلاق. تم تصميم المسافة بين الطيات بدقة لتبقى ضمن نطاق يتراوح بين 2 إلى 5 ملليمترات، مما يعني أنها لن تعيق نظام التنظيف بالاهتزاز أو النفث الهوائي أثناء التشغيل.
توفر الفلاتر ذات الطيات تحسينات كبيرة عبر معايير التشغيل الحرجة:
| المتر | الأكياس التقليدية | مرشحات مضربة | التحسين |
|---|---|---|---|
| مقاومة تدفق الهواء | 1.8–2.2 بوصة من الماء | 0.9–1.1 بوصة من الماء | -49% |
| سعة احتباس الغبار | 150–200 غرام/م² | 450–600 غرام/م² | +200% |
| معدل ارتفاع انخفاض الضغط | 0.25 بوصة/ساعة | 0.07 بوصة/ساعة | - 72% |
وفقًا لمعايير ASHRAE لعام 2023، تمتد هذه المكاسب فترات الصيانة بنسبة 30–50٪ وتقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 18٪.
تُستخدم أنظمة الفلاتر المطوية الوحدية الآن في 67% من تركيبات وحدات جمع الغبار الجديدة (مسح الصناعة ماكينزي 2024)، مما يسمح بإجراء تعديلات قابلة للتوسيع من خلال إضافة أو إزالة وحدات الفلاتر بسهولة. تقلل هذه الطريقة من تكاليف التوسع بمقدار 18 إلى 23 دولارًا لكل قدم مكعب في الدقيقة مقارنة بإعادة تأهيل النظام بالكامل، مع الحفاظ على كفاءة الترشيح فوق 99.97% للجسيمات التي يبلغ حجمها 1 ميكرومتر.
تُصنع الفلاتر المطوية من مجموعة متنوعة من المواد بما في ذلك البوليمرات القابلة للتحلل، والألياف الاصطناعية المعاد تدويرها، وطبقات النانو ألياف. تسهم هذه المواد في تحسين كفاءة الترشيح والاستدامة البيئية.
توفر الفلاتر المطوية مساحة سطح أكبر، وقدرة أعلى على احتجاز الغبار، واستهلاكًا أقل للطاقة مقارنةً بالفلاتر التقليدية من نوع الأكياس أو الكبسولات. كما أنها تتميز بعمر افتراضي أطول وانخفاض أقل في الضغط.
نعم، يمكن دمج مرشحات الطي بسلاسة في أنظمة جمع الغبار الحالية، عادةً دون تعديل البنية التحتية.
نعم، تحتوي المرشحات المطوية الحديثة على مواد قابلة للتحلل والتدوير، مما يقلل من التأثير البيئي ويلائم مبادئ الاقتصاد الدائري.
تستفيد صناعات مثل تدفئة وتبريد المباني (HVAC)، وتصنيع السيارات، وتصنيع المعادن، وتنقية الهواء الصناعي بشكل كبير من كفاءة وفعالية تكلفة تكنولوجيا المرشحات المطوية.
Hot News2025-01-17
2025-01-13
2025-01-08
2024-12-27
2024-12-23
2024-12-16
تركز رينه على غلاف تصفية الهواء ، تصفية هواء توربينات الغاز ، وسائل التواصل التشفية المربعة ، الغبار الصناعي ، وقد تم الاعتراف بمنتجاتنا الرئيسية على أنها منتجات عالية التقنية في مقاطعة جيانغسو ، وعلامات تجارية مشهور
لا. 31 طريق شينغ يوان، حديقة جيفانغ الصناعية، مدينة غوشان، مدينة جيانغين، مقاطعة جيانغسو، الصين (214414)
حقوق الطبع والنشر © 2024 شركة جيانغسو رينهي للمعدات البيئية المحدودة Privacy Policy
EN
