نقش فیلترهای صنعتی گرد و غبار در بهبود کیفیت هوا و سلامت کارگران

فیلترهای گرد و غبار در واقع خط اول دفاع در برابر تمام انواع ذرات معلق در هوا در کارخانه‌ها، کارگاه‌های چوبی و کارخانجات شیمیایی هستند. این سیستم‌های فیلتراسیون می‌توانند ذرات ریز گرد و غبار را تا اندازه‌های PM2.5 و PM10 جذب کنند و سطح گرد و غبار موجود در هوا را به میزان تقریبی 95 درصد کاهش دهند، مطابق تحقیقات منتشر شده در سال گذشته در BMJ Thorax. مزیت واقعی چیست؟ کارگران دیگر مقدار زیادی مواد مضری که باعث بروز مشکلات جدی تنفسی می‌شوند را استنشاق نمی‌کنند. بیماری‌هایی مانند سیلیکوز و آسم حرفه‌ای هر ساله به طور مداوم حدود 2 میلیون نفر از افراد شاغل در آمریکا را تحت تأثیر قرار می‌دهند. فیلتراسیون بهتر به معنای محیط‌های کار سالم‌تر است.

چگونه فیلترهای صنعتی گرد و غبار ماده ذره‌ای مضر را کاهش می‌دهند

نوع مناسب فیلترهای با راندمان بالا تمام آن ذرات گرد و غبار کوچک که در هنگام سنگ‌زنی، برش مواد یا حتی جابجایی وسایل در محیط‌های صنعتی پرواز می‌کنند را دستگیر می‌کند. به عنوان مثال، فیلترهای کیسه‌ای در دستگاه‌های جمع‌آوری گرد و غبار به خوبی در صنایعی مانند کارخانه‌های سیمان، ذرات بزرگ گرد و غبار را به دام می‌اندازند و راندمان بسیار بالایی دارند. در همین حال، فیلترهای الکترواستاتیک برای مقابله با گرد و غبار سیلیسی بسیار ریزی که در کارخانه‌های ریخته‌گری معلق می‌ماند، بسیار مناسب هستند. بر اساس تحقیقاتی که سال گذشته انجام شده، محیط‌های کاری که این سیستم‌های فیلتراسیون با کیفیت را نصب کرده‌اند، حدود 30 درصد کمتر از سایر مکان‌ها دچار مشکلات تنفسی در کارگران می‌شوند. درست به نظر می‌رسد، آیا نه؟

حفاظت از سلامت کارگران و افزایش ایمنی در محل کار

فیلترهای گردگیر صنعتی نه تنها سلامت کارکنان را تضمین می‌کنند، بلکه از رعایت محدوده‌های OSHA PEL پیچیده و دستورالعمل‌های کیفیت هوا در EPA نیز اطمینان حاصل می‌کنند. بسیاری از تولیدکنندگان برجسته اخیراً شروع به افزودن این سنسورهای ذرات هوشمند به سیستم‌های خود کرده‌اند. این سنسورها در واقع مانند کنترلرهای هوشمند عمل می‌کنند و میزان کارکرد فیلترها را بر اساس شرایط فعلی هوا تنظیم می‌کنند. برخی از کارخانه‌ها گزارش کرده‌اند که پس از به‌روزرسانی سیستم، حدود 20 تا 25 درصد در هزینه‌های انرژی صرفه‌جویی کرده‌اند. برای مدیران کارخانه، ترکیبی از حفظ ایمنی کارکنان و صرفه‌جویی در هزینه‌های خدمات، سیستم‌های پیشرفته فیلتراسیون گرد و غبار را امروزه تقریباً ضروری کرده است، به‌ویژه در شرایطی که شرکت‌ها به‌طور گسترده‌ای به سمت تولید پاک‌تر و سبزتر حرکت می‌کنند.

فناوری‌های اصلی فیلتراسیون: سیستم‌های کیسه‌ای (Baghouse)، HEPA و الکترواستاتیک

فیلترهای کیسه‌ای و کارایی آنها در جمع‌آوری گرد و غبار صنعتی

فیلترهای باغ‌هاوس در مقابله با گرد و غبار زیادی که در فرآیند تولید سیمان، کارگاه‌های ساخت فلزی و عملیات چوب‌کاری ایجاد می‌شود، عملکرد بسیار خوبی دارند، جایی که ذرات به همه‌جا پراکنده می‌شوند. این سیستم با کشیدن هوا از طریق کیسه‌های پارچه‌ای کار می‌کند که ذرات ریز را تا حدود ۵ میکرون اندازه گیری می‌کنند و درون آنها را می‌گیرند. در شرایط عادی، این فیلترها می‌توانند تقریباً تمام چیزهایی را که از آنها عبور می‌کنند، دامن بزنند و گاهی به راندمانی نزدیک به 99.9% دست پیدا کنند. مدل‌های جدید به ویژه دارای ویژگی‌های تمیزکننده خودکار مانند سیستم‌های جت پالس هستند که با پرتاب هوا گرد و غبار انباشته شده را از کیسه‌ها دور می‌کنند، بدون اینکه نیاز باشد کل عملیات متوقف شود. این امر باعث صرفه‌جویی در زمان تعمیر و نگهداری می‌شود، چون کارخانه‌ها دیگر نیازی نیست هر از چند گاهی تمام فرآیند را برای تمیز کردن متوقف کنند. در مقایسه با روش‌های دستی قدیمی، شرکت‌ها گزارش می‌دهند که زمان توقف خود را از 30٪ تا تقریباً نیمی کاهش داده‌اند، بسته به شدت مشکل گرد و غبار.

فیلترهای HEPA و ULPA برای تصفیه هوای با راندمان بالا

فیلترهای HEPA که مخفف عبارت High Efficiency Particulate Air است، تقریباً 99.97% از ذراتی با اندازه 0.3 میکرون یا کوچک‌تر را جذب می‌کنند. فیلترهای پیشرفته‌تر ULPA نیز این قابلیت را یک گام جلوتر می‌برند و تا 99.999% از ذراتی به اندازه 0.12 میکرون را نیز دستگیر می‌کنند. صنایعی مانند تولید دارویی و ساخت نیمه‌هادی‌ها به شدت به این سیستم‌های فیلتراسیون متکی هستند، چرا که هوا پاک‌تر به معنای محصولی با کیفیت‌تر است. تولیدکنندگان هم بهبودهایی ایجاد کرده‌اند و افزودنی‌هایی مانند پوشش‌های ضد میکروبی و لایه‌هایی از کربن فعال را به این فیلترها اضافه کرده‌اند. این افزودنی‌ها به همراهی در کنار هم به مبارزه با ترکیبات آلی فرار (VOCs) و انواع مختلفی از عوامل بیماری‌زا کمک می‌کنند و حفاظت بیشتری در برابر آلاینده‌ها فراهم می‌کنند.

پرفشارهای الکترواستاتیک و فناوری‌های پیشرفته فیلتراسیون نانوفایبر

دستگاه‌های رسوب‌گیر الکترواستاتیک با دادن بار الکتریکی به ذرات گرد و غبار و سپس جذب آن‌ها به سمت صفحات جمع‌آوری کننده که دارای بار مخالف هستند، کار می‌کنند. کل سیستم موفق می‌شود بین ۹۰ تا ۹۹ درصد از آن ذرات ریز که در دودهای جوشکاری یا بقایای دیگ بخار دیده می‌شوند را جذب کند. چیز جالبی اخیراً در مورد این فیلترهای جدید پوشیده از نانو الیاف اتفاق افتاده است. این فیلترها شبکه‌های بسیار متراکم‌تری از الیاف ایجاد می‌کنند که به این معنی است که حتی ذرات کوچک‌تر را در سطح زیر میکرون نیز بدون اینکه عبور هوا از آن‌ها دشوار شود، به دام می‌اندازند. این همه چه معنایی دارد؟ خب، کارخانه‌هایی که از این فناوری جدید استفاده می‌کنند در واقع حدود ۱۵ تا شاید ۲۰ درصد در صورت‌های انرژی خود صرفه‌جویی می‌کنند، نسبت به سیستم‌های قدیمی‌تر الکترواستاتیک. این میزان صرفه‌جویی در هنگامی که شرکت‌ها در پی کاهش هزینه‌ها و همچنان رعایت استانداردهای محیط زیست هستند، تفاوت واقعی ایجاد می‌کند.

دستگاه‌های جمع‌آوری گرد و غبار و کاربرد آن‌ها در مدیریت کیفیت هوا در صنعت

انواع دستگاه‌های جمع‌آوری گرد و غبار صنعتی و مزایای عملیاتی آن‌ها

در این روزها فیلترهای صنعتی گرد و غبار با انواع مختلفی از مجموعه‌های متخصص همراه می‌آیند تا مشکلات مربوط به کیفیت هوا را در کارخانه‌ها و واحدهای تولیدی مختلف حل کنند. سیستم‌های بگهاوس (کیسه‌های فیلتر) به طور گسترده‌ای در صنایع سنگین استفاده می‌شوند چرا که قادرند تا 99.9% ذرات کوچکتر از 10 میکرون را جمع‌آوری کنند. مجموعه‌های سیکلونی نیز در مورد ذرات بزرگتر بسیار خوب عمل می‌کنند، این دستگاه‌ها با استفاده از نیروی گریز از مرکز، ذرات بزرگتر را جدا می‌کنند. برخی از واحدها شروع به ترکیب کردن فناوری الکترواستاتیک با کیسه‌های پارچه‌ای سنتی کرده‌اند و سیستم‌های ترکیبی ایجاد کرده‌اند که بنا به گزارش‌های اخیر از کارگاه‌های ماشین‌کاری فلز، سالانه حدود 1.2 میلیون دلار در هزینه‌های نگهداری صرفه‌جویی می‌کنند. این سیستم‌های پیشرفته فیلتراسیون علاوه بر رعایت مقررات ایمنی و بهداشت حرفه‌ای (OSHA) و آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA)، به دلیل ساختار ماژولار و ویژگی‌های تمیزکننده خودکار که باعث کاهش خاموشی‌های غیرمنتظره می‌شوند، به راه‌اندازی بی‌درنگ عملیات کمک می‌کنند.

بهینه‌سازی محل نصب مجموعه‌های گرد و غبار و طراحی سیستم

قرار دادن استراتژیک در محدوده 15 تا 20 فوتی از ماشین‌های تولید کننده گرد و غبار، میزان جمع‌آوری را 40 تا 60 درصد افزایش می‌دهد، طبق مدل‌سازی جریان هوا. تأمین‌کنندگان برتر توصیه می‌کنند که در عملیات جوشکاری یا سنگ‌زنی، هودهای سقفی را با نقاط مکش در سطح زمین ترکیب کنید تا ذرات گرد و غبار شناور را خنثی کنید. طراحان سیستم، سه عامل را در اولویت قرار می‌دهند:

• سرعت جریان هوا (3,500 تا 4,500 فوت/دقیقه برای انتقال بهینه)
• انتخاب ماده فیلتر (نانوفایبر در مقابل پلی‌استر دانه‌ای به دلیل اندازه ذرات)
• بازیافت انرژی با استفاده از فناوری دمنده‌های تجدیدکننده

یک سیستم فیلتر به خوبی طراحی شده گرد و غبار صنعتی آلاینده‌های معلق در هوا را 87 تا 92 درصد کاهش می‌دهد، در حالی که 25 درصد انرژی کمتر از سیستم‌های قدیمی مصرف می‌کند.

بهبود کیفیت هوا در فضاهای صنعتی بسته

کنترل ذرات معلق در محیط‌های صنعتی محدود

فیلترهای گرد و غبار در محیط‌های صنعتی از تجمع ذرات مضر به سطوح خطرناک جلوگیری می‌کنند، این موضوع به ویژه در فضاهای محدود مانند سلول‌های تولیدی که کارکنان ساعات طولانی در آن سپری می‌کنند اهمیت زیادی دارد. فیلترهای HEPA همراه با سیستم‌های الکترواستاتیک به خوبی می‌توانند ذرات بسیار ریز کمتر از 2.5 میکرون را که به آنها PM2.5 می‌گوییم، جذب کنند. برای دستیابی به بهترین نتیجه، شرکت‌ها باید دریچه‌های دودکش را در نزدیکی محل تولید گرد و غبار نصب کنند. قرار دادن تهویه هوا در کنار منبع آلودگی تفاوت بزرگی در نگه داشتن سایر قسمت‌های واحد تولیدی تمیز ایجاد می‌کند. درزهای مناسب در اطراف جعبه فیلترها نیز اهمیت دارد، چون حتی شکاف‌های کوچک هم می‌توانند به گرد و غبار اجازه دهند دوباره وارد هوا شوند. برخی از سیستم‌های جدید امروزه از فناوری نانو الیاف استفاده می‌کنند که به طور واقعی توانایی آنها را در دام کردن موادی مانند سیلیس کریستالی که در صورت استنشاق خطرات جدی برای سلامتی ایجاد می‌کنند، افزایش می‌دهد. تمیز کردن منظم و تعویض به موقع فیلترها باعث می‌شود این سیستم‌ها بیشتر اوقات با کارایی بالای 95 درصد کار کنند. تمام این لایه‌های حفاظتی به حفظ سلامت کارکنان در کارخانه‌هایی که فضای کافی برای راه‌حل‌های سنتی تهویه وجود ندارد کمک می‌کنند.

نظارت و حفظ استانداردهای کیفیت هوا در ساختمان (IAQ)

پایش مداوم کیفیت هوا در فضاهای داخلی به شبکه‌ای از سنسورها متکی است که چیزهایی مانند ذرات معلق در هوا، سطح رطوبت، غلظت دی‌اکسید کربن و ترکیبات آلی فرار معروف به VOCها را اندازه‌گیری می‌کنند. زمانی که داده‌های لحظه‌ای نشان دهند چیزی در حال انحراف است، مدیران تاسیسات می‌توانند وارد شده و مشکلات را قبل از تبدیل شدن به مسائل جدی برطرف کنند. تحقیقات نشان می‌دهد ساختمان‌هایی که به استاندارد ASHRAE شماره 62.1 پایبند باشند، معمولاً سابقه بهتری از سلامتی ساکنین خود دارند. نظارت بر کیفیت هوا (IAQ) فقط مفید برای افراد نیست، بلکه می‌تواند سردرد قانونی احتمالی برای مالکان ساختمان را نیز کاهش دهد. بازدیدهای منظم برای کالیبره کردن سنسورها دقت آنها را حفظ می‌کند وقتی ممکن است ممیزها حضور پیدا کنند. تعویض فیلترها اغلب طبق جدول زمانی سفت و سخت تعیین شده توسط قوانین محیط زیست انجام می‌شود. نرم‌افزاری که تمام این سیستم‌ها را به هم متصل می‌کند، گزارش‌های جامعی از رعایت استانداردها تولید می‌کند که واقعاً در زمان بازرسی‌های مراجع نظارتی کمک می‌کند. این گزارش‌ها داستانی درباره نحوه عملکرد یک تاسیس را روایت می‌کنند. سیستم‌های هوشمند به صورت خودکار هشدارها را زمانی که استانداردها شروع به تضعیف کنند، ارسال می‌کنند. برنامه‌های پشتیبان ویژه‌ای در زمان افزایش ناگهانی آلاینده‌ها فعال می‌شوند. و همچنین نگهداری منظم از فیلترها جلوی کارایی کمتر آنها را در بلندمدت می‌گیرد، چیزی که اغلب در ساختمان‌های قدیمی رخ می‌دهد.

راهکارهای پایدار و بهره‌ور در مصرف انرژی برای فیلتراسیون گرد و غبار صنعتی

طراحی‌های مصرف‌کننده انرژی کم در سیستم‌های نوین فیلتراسیون گرد و غبار

در حال حاضر فیلترهای صنعتی ضد گرد و غبار از برخی تکنیک‌های خلاقانه مهندسی استفاده می‌کنند تا مصرف انرژی را کاهش دهند. درایوهای فرکانس متغیر به طور خودکار سرعت دمنده‌ها را برحسب مقدار گرد و غبار موجود در هر لحظه تنظیم می‌کنند. این موضوع به کارخانه‌ها کمک می‌کند تا در شرایطی که سطح آلودگی کاهش یافته است، 15 تا 40 درصد در هزینه‌های برق صرفه‌جویی کنند. بهبود دیگری که ایجاد شده است، از کارتریج‌های فیلتر جدید با لایه‌های نانوفایبر داخلی است. این فیلترها همچنان ذرات را به همان اندازه جمع‌آوری می‌کنند اما مقاومت کمتری نسبت به جریان هوا ایجاد می‌کنند؛ تقریباً 30 درصد کمتر از مدل‌های قدیمی. علاوه بر این، طراحی‌های ماژولار این امکان را فراهم می‌کنند که کارخانه‌ها فیلترها را فقط در مناطقی فعال کنند که کارگران در حال حاضر به آن نیاز دارند، به جای اینکه همیشه تمام سیستم‌ها را در فضاهای خالی نیز روشن نگه دارند. تمام این تغییرات اهمیت دارند زیرا هزینه‌های انرژی اغلب بیش از نصف هزینه‌های عملیاتی سیستم‌های فیلتراسیون شرکت‌ها را در طول زمان تشکیل می‌دهند. کارخانه‌هایی که تجهیزات خود را با این کنترل‌های هوشمندانه‌تر و محیط‌های کم‌مصرف‌تر به‌روز کرده‌اند، شاهد کاهش 25 تا 35 درصدی کل هزینه‌های برق خود بوده‌اند.

مزایای پایداری ناشی از فیلتراسیون هوا در صنعت به روش دوستدار محیط زیست

امروزه فیلترهای صنعتی گرد و غبار نقشی فراتر از صرفاً رعایت مقررات در حفاظت از محیط زیست دارند. غشای جدیدی که از موادی مانند پلیمرهای گیاهی و پلی استر بازیافتی ساخته شده اند، حدود 70 درصد سریعتر از مواد مصنوعی قدیمی تجزیه می شوند. فیلترها همچنین به دلیل سیستم های خودپاک کننده ی جتی، دوام بیشتری دارند و این موضوع به معنای دفع 40 درصد کمتر از زباله های سالانه است. برخی شرکت ها سیستم های حلقه بسته ای دارند که امکان بازیابی حدود 90 درصد از مواد موجود در قطعات قدیمی به جای فرستادن آنها به محل های دفن زباله را فراهم می کنند. یک بررسی اخیر از بازار تجهیزات صنعتی در آمریکای شمالی نشان داد که چگونه این بهبودهای سبز می توانند به اهداف ESG کمک کنند. کارخانه ها فقط دیگر دارای کاهش انتشار کربن نیستند، بلکه هوا را در اطراف کارخانه ها تمیزتر نگه می دارند تا جامعه های اطراف راحت تر نفس بکشند.

‫سوالات متداول‬

فیلترهای گرد و غبار صنعتی چیست و مزایای اصلی آنها چیست؟

فیلترهای گرد و غبار صنعتی، سیستم‌های فیلتراسیونی هستند که برای جذب ذرات معلق در هوا طراحی شده‌اند و سطح گرد و غبار در کارخانه‌ها را کاهش می‌دهند. این فیلترها باعث بهبود کیفیت هوا، حفاظت از سلامت کارگران و رعایت استانداردهای OSHA و EPA توسط واحدهای صنعتی می‌شوند. همچنین به صرفه‌جویی در مصرف انرژی کمک کرده و به تولید پاک‌تر کمک می‌کنند.

انواع مختلف فیلترها در محیط‌های صنعتی چگونه کار می‌کنند؟

فیلترهای بگهاوس در کارخانه‌های سیمانی ذرات بزرگ گرد و غبار را جمع‌آوری می‌کنند، در حالی که رسوب‌گیرهای الکترواستاتیکی با ذرات ریز سیلیسی در کارخانه‌های ریخته‌گری سروکار دارند. فیلترهای HEPA و ULPA عملکرد بالایی در تصفیه هوا دارند و قادر به جذب تا 99.999% ذرات بسیار ریز هستند که این ویژگی برای صنایعی مانند داروسازی و تولید نیمه‌هادی‌ها مفید است.

بهینه‌سازی محل نصب مجاری گرد و غبار چگونه به مدیریت بهتر کیفیت هوا کمک می‌کند؟

قرار دادن استراتژیک دستگاه‌های جمع‌آوری گرد و غبار در مجاورت ماشین‌های تولیدکننده گرد و غبار، میزان جمع‌آوری را به حداکثر می‌رساند. مسائل طراحی سیستم مانند سرعت جریان هوا، انتخاب متوسط فیلتر، و بازیابی انرژی از طریق فناوری‌های بازگرداننده، برای کاهش بهره‌ور گرد و غبار در هوا بسیار مهم هستند.