1970-ականներին սկսվեց կուտակիչ ֆիլտրացիայի տեխնոլոգիայի ծնունդը, երբ արտադրողները ավելի լավ մասնիկներ բռնելու միջոցներ էին փնտրում էներգիայի մեծ ծախսմամբ: Սկզբում դա պարզագույն ծալքավոր մատերիալներ էին, սակայն շնորհիվ էլեկտրահյուսված մանրաթելերի հայտնագործման՝ այն զգալիորեն առաջ է գնացել: Այդ մանրաթելերը ինժեներներին հնարավորություն տվեց ճշգրիտ վերահսկել մատերիալի անցանելիությունը և մանրաթելերի դասավորությունը, ինչը փաստագրվել էր Չժանգի և նրա գործընկերների կողմից 2021 թվականին: Ավելի ընդհանուր նկարի տեսանկյունից՝ ավելի քան 50 տարի անց այսօր տեսնում ենք, որ այդ ֆիլտրերը վերափոխվել են դառնալով բարդ համակարգեր, որոնք տարբեր մատերիալներ են իրենց մեջ միավորում: Օրինակ՝ հալված բլթացված պոլիէսթերի համադրումը նանոմանրաթելերով: Արդյունքում՝ ֆիլտրեր, որոնք ավելի երկար են աշխատում փոխարինման միջև ընկած ընթացքում, դարձնելով անփոխարինելիները ամենուր՝ սկսած տաքացման, օդի փոխանակման համակարգերից և ավարտելով արդյունաբերական օդի մաքրման սարքերով, որտեղ ամենակարևորը հուսալիությունն է:
Պլիսե ֆիլտրները շատ լավ են աշխատում իրենց նախագծման շնորհիվ: 2022 թվականին «Powder Technology» հրատարակած հետազոտությունն ամենահետաքրքիր բանն էր՝ դիտարկելով այդ ֆիլտրները: Երբ պլիսեն ճիշտ անկյան տակ է, այն մեզ տալիս է մոտ երեք անգամ ավելի մեծ ֆիլտրման մակերես, քան սովորական հարթ ֆիլտրները, որոնք նույն տեղն են զբաղեցնում թուղթի վրա: Այդ ֆիլտրների ծալման ձևը հիշեցնում է ակորդեոնի տեսքը: Օդն այդ միջով անցնում է տարբեր ուղղություններով, ոչ թե միայն ուղիղ գծով: Այդ կառուցվածքի շնորհիվ մասնիկները հարվածում են ֆիլտրի մանրաթելերին մոտ 80% ավելի հաճախ, քան համաձայն անցյալ տարվա Teng-ի և նրա գործընկերների հետազոտության: Ինչ է սա նշանակում արդյունավետության համար: Ավելի լավ բռնման ցուցանիշներ առանց օդի հոսքը դանդաղեցնելու կամ ամբողջովին կանգնեցնելու։
Պլիսե ֆիլտրները ավելի լավ են աշխատում ավանդական համակարգերի համեմատ հիմնարար արդյունավետության ցուցանիշներով.
Մետրիկ | Պլիսե ֆիլտրներ | Տոպրակավոր ֆիլտրներ | Փաթեթավոր ֆիլտրներ |
---|---|---|---|
Մակերեսի հարաբերակցություն | 3.2:1 | 1:1 | 1.5:1 |
Ճնշման կորուստ (Պա) | 150 | 450 | 300 |
Ալ բեռնվածություն (գ/մ²) | 850 | 400 | 600 |
Բուլեյկոյի և ընկերների (2018) տվյալները ցույց են տալիս, որ այս նախագիծը նանոմասնիկների հեռացման հավելյալ էներգախնայողություն է ապահովում 40%-ով համեմատաբար սովորական տարբերակների հետ, ինչը տալ է ավելի լավ ընտրում արդյունաբերական բարձր արդյունավետությամբ ֆիլտրման համար:
Ինչպես նշել է Ֆենգը և նրա հետ աշխատակիցները 2019 թվականին, էլեկտրաստատիկ տեխնոլոգիաների վերջին բարելավումները հնարավորություն են տվել փլեյտավոր ֆիլտրերին ամրագրել մինչև 99.97% փոշու մասնիկների՝ PM0.3 չափի մեծությամբ, միևնույն ժամանակ ապահովելով օդի անցումը 100 խորանարդ մետր մեկ րոպեում: Երբ արտադրողները ճիշտ կերպով են դասավորում փլեյտերը՝ մոտ 30-ից մինչև 50 ծալք մեկ դյույմի վրա, ստացվում է օպտիմալ տարբերակը: Այդպիսի կառուցվածքը ապահովում է ավելի հարթ օդի հոսք, որն իր հերթին թույլ է տալիս դանդաղեցնել փոշու կուտակումը ֆիլտրի մակերեսին: Մենք այդ ֆիլտրերի բարձր արդյունավետությունն ամփոփել ենք ցեմենտի գործարաններում իրական պայմաններում: Որոշ միավորներ անընդհատ աշխատել են 8,000-ից մինչև 12,000 ժամ, որը մոտ 2.5 անգամ ավելի երկար է, քան ավանդական տոպրակավոր ֆիլտրերի կյանքի տևողությունը մինչև փոխարկումը: Այդ տեսակի կյանքի տևողությունը շատ մեծ նշանակություն ունի այդքան փոշու պայմաններում:
Ժամանակակից բաժակավոր ֆիլտրները այժմ ներառում են կենսաքայքայվող պոլիմերներ և վերամշակված սինթետիկ մանրաթելեր, հավասարակշռելով շրջակա միջավայրի պարտավորությունները արդյունաբերական տևականության հետ: Նանոկոմպոզիտ ծածկույթները բարելավում են մասնիկների հավաքումը՝ միևնույն ժամանակ ապահովելով լրիվ վերամշակումը, և լուծում են միկրոպլաստիկ աղտոտման հետ կապված հարցերը: Այս նյութերը պահպանում են արդյունավետությունը խիստ միջավայրերում և անվտանգ ձևով քայքայվում են կյանքի վերջում՝ համապատասխանելով շրջանաձև տնտեսության սկզբունքներին:
Ներկայումս լավագույն ֆիլտրների դիզայները մոնոմատերիալ կառուցում են ընդունում, քանի որ այն վերացնում է խառնված շերտերը, որոնք պարզապես դժվարացնում են վերամշակումը: Դիտեք մանրամասն կառուցվածքները՝ այդ տեսակի ֆիլտրներից մեկը իրականում կարող է փոխարինել մոտ չորսից մինչև հինգ սովորական ֆիլտրացիոն տոպրակներ: Դա նվազեցնում է հումքի ծախսը մոտ 30-ից մինչև 40 տոկոս առանց այն բանի վրա ազդելու, թե որքան փոշի են կարող տեղավորել: Արտադրողները նաև սկսել են օգտագործել լուծիչներ չպարունակող ստորգիրներ և շրջանակներ առանց մետաղյա մասերի: Այս փոփոխությունները վերամշակման համար ապրանքները ցրելը շատ ավելի հեշտ են դարձնում: Մենք խոսում ենք մոտ 92 տոկոսանոց բաղադրիչների վերականգնման մասին, երբ օգտագործվում է փակ օղակաձև համակարգեր: Համեմատության համար, դա հիմնականում երկու անգամ ավելի շատ է, քան այն, ինչ տեսնում ենք հին դպրոցական ֆիլտրների դեպքում, որոնք դեռ շրջանառության մեջ են:
Պլիսե կառուցվածքները մակերեսի տարածք են ապահովում հարթ միջավայրից մոտ 2,8 անգամ ավելի մեծ, ինչը նշանակում է, որ օդի անցնելու դեպքում դիմադրությունը ավելի քիչ է՝ մոտ 15-20 psi կրճատումը իրական տարբերություն է առաջացնում: Տարվա ընթացքում այս նախագիծը հնարավորություն է տալիս կրճատել օդափոխիչների էներգաօգտագործումը մոտ 18-ից 22 տոկոսով յուրաքանչյուր տեղակայման վայրում, ինչը հանգեցնում է ածխաթթու գազի արտանետումների ընդհանուր նվազմանը: Բարձր արդյունավետությունը առաջանում է այդ հատուկ նանոթելերի շնորհիվ, որոնք կարողանում են բռնել գրեթե ամեն ինչ (մոտ 99,97%) նույնիսկ մասնիկների դեպքում, որոնք փոքր են 0,3 միկրոնից, միևնույն ժամանակ պահպանելով սկզբնական ճնշման կրճատումը 1 դյույմ ջրի սյան տակ: Այս ֆիլտրները իրականում ավելի լավ են աշխատում, քան սովորական էլեկտրոստատիկ ստորաբաժանումները և թաղանթային ֆիլտրները, երբ դիտարկվում է ինչպես դրանց աշխատանքի արդյունավետությունը, այնպես էլ դրանց էներգետիկ պահանջները:
Համապատասխան մեդիայի խառնուրդները հիմա համապատասխանում են ISO 14025 շրջակա միջավայրի ստանդարտներին՝ առանց վնասելու OSHA-ի սահմանած օդային որակը: Արդյունաբերական հաստատությունները ներդրումների վերադարձի 63% ավելի բարձր ցուցանիշ են գրանցել՝ միացնելով էներգետիկ խնայողությունները և վտանգավոր թափոնների տնտեսական ու անվտանգ վերացման ծախսերը, ինչը ապացուցում է, որ կայուն զարգացումը և շահագործման արդյունավետությունը կարող են համատեղելի լինել ծանր արդյունաբերության մեջ:
Պլիսե ֆիլտրերը իրականում ավելի քան երեքից մինչև չորս անգամ ավելի շատ աղտոտողներ են իրենց մեջ ամրագրում, քան հարթ մակերեսով դիզայները, որոնք հաճախ ենք տեսնում: Գաղտնիքը հենց այդ հարմոնիկայի նման ծալքերում է, որոնք մակերեսի տարածքն ավելացնում են մոտ չորս հարյուր տոկոսով նույն չափի տակ: Սակայն ամենահատկանշական առանձնահատկությունը ներսում աստիճանական խտությամբ միջավայրն է: Այս հատուկ կառուցվածքն ապահովում է մանր մասնիկների բռնումը՝ մոտ 2-ից մինչև 5 միկրոն տիրույթում, առանց այնքան շուտ խցանվելու: Երբ այս պլիսե ֆիլտրերը փորձարկման տակ են դրվում, դրանք պահում են իրենց վրա ամրագրած ամբողջ քանակի մոտ 85%-ը, նույնիսկ այն դեպքում, երբ օդի արագությունը գերազանցում է 300 ոտք/րոպեն: Դա շատ ավելի լավ է, քան սովորական տոպրակավոր ֆիլտրերը, որոնք նման պայմաններում մասնիկների ընդամենը 50-ից մինչև 60 տոկոսն են պահում:
ՊՏՖԵ մեմբրաններով պատված կնիքավոր ֆիլտրերը կարող են դիմանալ ավելի քան 1000 մաքրման ցիկլի, ինչը մոտ երեք անգամ ավելի երկար է, քան ստանդարտ պոլիէսթեր նյութերը՝ առանց մշակման: Ավտոմատ հակադարձ իմպուլսային մաքրման համակարգերը պահում են ճնշման անկումը 8 դյույմ ջրի սյունի սահմաններում՝ 18-ից մինչև 24 ամիս տևողությամբ ընդմիջումներով: Սա նշանակում է, որ շենքերի ղեկավարները տարեկան մոտ 30 տոկոսով քիչ ժամանակ են ծախսում անձնական նույնականման վրա: Անսպասելի կանգառների հարցում, որոնք առաջանում են ձախողված ֆիլտրերի պատճառով, այն գործարանները, որոնք անցել են կնիքավոր ֆիլտրների դիզայնին, հաղորդում են, որ տեղի է ունենում մոտ 40 տոկոսով քիչ դեպքեր, քան ավանդական կարտրիջային համակարգերին հետևողները: Վստահելիության այս տարբերությունը մեծ ազդեցություն է թողնում ընդհանուր շահագործման արդյունավետության վրա:
Մասնագիտական ավտոմատ մասերի մատակարարը ռոբոտական էլեկտրական լանջման կայաններում սովորական տոպրակավոր զտիչները փոխարինեց ներդիրավոր տարբերակներով: Չնայած սկզբնական ավելի բարձր արժեքին ($18 vs. $12 յուրաքանչյուր հատի համար), ներդիրավոր զտիչները ցուցաբերեցին՝
Այս բարելավումները պայմանավորված էին սուբմիկրոնային էլեկտրական ծուխը բացառական կերպով մշակելու հնարավորությամբ, մինչդեռ պահպանվում էր օդի հոսքի հաստատունությունը:
Պլիսե ֆիլտրերը սկզբում կարող են ավելի թանկ լինել մոտ 20-35 տոկոսով ստանդարտ տարբերակների համեմատ, սակայն երկար ժամանակ հետո դրանք փող են խնայում: Եթե հաշվի առնել ընդհանուր ծախսերը 5 տարվա ընթացքում, ապա այդ ֆիլտրերը մեկ ժամ օգտագործման հաշվով մոտ կես անգամ ավելի էժան են ստացվում: Շատ ձեռնարկություններում ներդրումների վերադարձը շատ արագ է տեղի ունենում, երբեմն ուղղակի 9-12 ամսում, հատկապես այն տեղերում, որտեղ կա մեծ ծավալով օգտագործում: Հաշվարկները էլ ճիշտ են՝ մեկ դոլար ծախսելով ստանում են գրեթե հինգ դոլար խնայում: Եվ հետաքրքիր է, որ ընկերությունները, որոնք պլիսե ֆիլտրերը համակցում են ինտելեկտուալ ճնշման հսկման համակարգերի հետ IoT տեխնոլոգիաների միջոցով, ավելի լավ արդյունքներ են ստանում: Այդ համակարգերը էներգիայի սպառումը 18-22 տոկոսով կրճատում են պարզապես այն պատճառով, որ սպասարկումը կատարվում է իրական տվյալների հիման վրա, ոչ թե ենթադրությունների հիման վրա:
Մեկ լուծում, որն ունի հարթ մակերեսի և կոճղավորված դիզայն, կարողանում է ավելի քան 98% ՊՄ2,5 մասնիկներ հավաքել, քանի որ այն համատեղում է խորացված ֆիլտրումը մեծ մակերեսի հետ, քան սովորական տոպրակային ֆիլտրերը ունեն: Փորձեք մտածել այսպես՝ այդ կոճղավորված դիզայնները ավելի քան երկու անգամ ավելի շատ ֆիլտրման տեղ են ապահովում: Երբ համեմատում ենք հարթ մակերեսները կոճղավորված դիզայների հետ, վերջիններս ստեղծում են բավարար անորոշություն ֆիլտրի ներսում, որպեսզի փոշին բռնվի այդ փոքրիկ հարթակներում՝ առանց օդի դիմադրությունը գերազանցելու 1.2 դյույմը ջրի չափման սանդղակով: Անցյալ տարվա որոշ հետազոտություններ ցույց տվեցին նաև մի շարք հետաքրքիր բան: Երբ արտադրությունը ամենամեծ ուժով է ընթանում, կոճղավորված ֆիլտրերը կարողանում էին ավելի քան 63%-ով ավելի շատ մանր մասնիկներ հավաքել, քան ստանդարտ տոպրակային ֆիլտրերը նույն պայմաններում:
Միջին Արևմուտքում գտնվող մի ավտոմատ մասերի գործարան հրաշք է տեսել այն բանից հետո, երբ տեղադրել է այդ կուտակված տոպրակները իրենց էլեկտրական լարման համար: Ընդամենը վեց շաբաթվա ընթացքում PM2.5-ի մակարդակները նվազել են մոտ 57%-ով: Իսկապես հիանալի ցուցանիշ, հաշվի առնելով, որ նրանք ամբողջությամբ աշխատում էին ամբողջ արագությամբ, մշակելով ժամում մոտ 12 տոննա չժանգոտվող պողպատ: Օդի որակը նաև մնում էր մաքուր, պահելով փոշու մասնիկները 5 միկրոգրամից պակաս մեկ խորանարդ մետրում: Դա իրականում 82 տոկոսային կետով ավելի լավ է, քան այն, ինչ անվտանգ է համարում NIOSH-ը: Եվ մի մոռանաք ամենօրյա գործողությունների վրա իրական աշխարհի ազդեցությունը: Գործարանի տնօրենները նկատել են, որ համարյա ամբողջովին դադարել էին ընդհատումները օդափոխման խնդիրների պատճառով: Այն արտադրական ընդհատումները, որոնք կապված էին վատ օդի որակի հետ, նվազել էին 89%-ով այդ բազմամարդ արտադրական պատուհանների ընթացքում, երբ յուրաքանչյուր րոպեն կարևոր էր:
Ժամանակակից մեծ թվով համապատասխան չափանիշների պահանջներին համապատասխանող կոտրակները համապատասխանում են OSHA 1910.134 մաքուր օդի ստանդարտների մոտ 94%-ին, երբ տեղադրված են բազմաշերտ կոմպոզիտ նյութեր: Ըստ EPA-ի 2022 թվականի օդային թունավոր նյութերի վերջին ցուցումների, պոլիէսթերի հետ խառնված PTFE-ն հիանալի աշխատում է վտանգալի մետաղների, ինչպես օրինակ քրոմիումը և նիկելը, ճանաչման գործում: Ընկերությունները, որոնք անցնում են այս առաջադեմ ֆիլտրացիոն միջավայրին և ավտոմատ մաքրման համակարգերին, համապատասխանաբար հանցանքի մաքրության համար հանկարծակի ստուգումներ են անցկացնում 100% համապատասխանության ցուցանիշներով: Այս ցուցանիշը բավականին արտասովոր է, եթե համեմատենք ավանդական մարդական տոպրակների հետ, որոնք նման իրավիճակներում միայն մոտ 68% համապատասխանություն են ցուցաբերում: Այս տարբերությունը ցույց է տալիս, թե որքանով է տեխնոլոգիան վերածվել վերջին տարիներին արդյունաբերական օդի որակի վերահսկման ոլորտում:
Ծալոտ ֆիլտրները աշխատում են հիանալի, երբ դրանք տեղադրվում են հին սարքավորումների մեջ՝ տարբեր ոլորտներում, ինչպես օրինակ՝ մետաղական արտադրանքի արհեստանոցներում, դեղագործական լաբորատորիաներում և սննդի արտադրության սենյակներում: Շատ մոդելներ ստանդարտ չափերով են առկա՝ տրամագծով 12-ից 14 դյույմ, իսկ արտադրման ճշգրտությունը պահպանվում է մոտ 3% շեղումով: Ըստ 2024 թվականի Արդյունաբերական ֆիլտրման վերջին զեկույցի, այդ չափերը համընկնում են Հյուսիսային Ամերիկայում հանդիպող փոշու հավաքման միավորների շուրջ 88 տոկոսի հետ: Տեղադրման մեծամասնական դեպքերում սովորաբար առհասարակ կառուցվածքներ փոփոխություն մտցնելու կարիք չկա: Ծալքերի միջև եղած հեռավորությունը հատուկ նախագծվել է՝ պահպանելու համար 2-ից 5 միլիմետր սահմաններում, որն էլ նշանակում է, որ դրանք չեն խոչընդոտելու ոչ շեյկերի, ոչ էլ իմպուլսային ջետի մաքրման համակարգերին գործողության ընթացքում:
Ծալոտ ֆիլտրները կարևոր բարելավումներ են ապահովում կրիտիկական շահագործման պարամետրերի տեսանկյունից.
Մետրիկ | Ավանդական տոպրակներ | Պլիսե ֆիլտրներ | Դարձնել |
---|---|---|---|
Օդի հոսքի դիմադրություն | 1,8–2,2 դյույմ H2O | 0.9–1.1 դյույմ H2O | -49% |
Ալյուրի Պահեստավորման Հնարավորությունը | 150–200 գ/մ² | 450–600 գ/մ² | +200% |
Ճնշման Անկման Աճի Տեմպը | 0.25 դյույմ/ժ | 0.07 դյույմ/ժ | -72% |
Ըստ 2023 թ. ASHRAE չափանիշների՝ այդ ձեռքբերումները սպասարկման ընթացքը երկարացնում են 30-50%-ով և նվազեցնում են էներգիայի սպառումը 18%-ով:
Մոդուլային կնքավորված թղթային համակարգեր այժմ օգտագործվում են նոր փոշիային կոլեկտորների տեղադրումների 67%-ում (McKinsey արդյունաբերական հետազոտություն 2024), թույլատրելով ընդլայնելի հզորության ճշգրտումները պարզ թղթային ավելացման կամ հեռացման միջոցով: Այս մոտեցումը նվազեցնում է ընդլայնման ծախսերը 18-23 դոլարով մեկ CFM-ի դիմաց համեմատած ամբողջական համակարգի վերակառուցման հետ, մինչդեռ պահպանվում է ֆիլտրման արդյունավետությունը՝ 99,97%-ից բարձր մասնիկների համար, որոնք 1 մկմ են:
Կնքավորված ֆիլտրները պատրաստված են տարբեր նյութերից, ներառյալ կենսաքայքայվող պոլիմերներ, վերամշակված սինթետիկ մանրաթելեր և նանոմանրաթելերի շերտեր: Այդ նյութերը բարելավում են ֆիլտրման արդյունավետությունը և էկոլոգիական կայունությունը:
Ներկայացված ֆիլտրները ավելի մեծ մակերեսային տարածք են ապահովում, բարելավված փոշու կուտակման հնարավորություն, ինչպես նաև նվազեցնում են էներգասպառումը համեմատած սովորական տոպրակավոր և կատրիջային ֆիլտրների հետ: Նրանք նաև ավելի երկար են ծառայում և ցուցաբերում են ցածր ճնշման կորուստներ:
Այո՛, ներկայացված ֆիլտրները կարող են հեշտությամբ ինտեգրվել արդեն գոյություն ունեցող փոշու հավաքման համակարգերում, սովորաբար առանց ենթակառուցվածքների փոփոխությունների:
Այո՛, ժամանակակից ներկայացված ֆիլտրները ներառում են կենսաքայքայվող և վերամշակվող նյութեր, որոնք նվազեցնում են շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը և համապատասխանում են շրջանաձև տնտեսքի սկզբունքներին:
Այնպիսի ոլորտներ, ինչպիսիք են օդափոխությունը, ավտոմոբիլաշինությունը, մետաղամշակումը և արդյունաբերական օդի ֆիլտրացիան, մեծապես օգտվում են ներկայացված ֆիլտրացիոն տեխնոլոգիաների արդյունավետությունից և արժեքային արդյունավետությունից:
2025-01-17
2025-01-13
2025-01-08
2024-12-27
2024-12-23
2024-12-16