Daleda Arafa
هناك نموذجين من المرشحات المستخدمة في التحكم بتلوث الهواء، المرشحات السطحية والمرشحات العميقة.
المرشحات السطحية
المبدأ الأساسي في تشغيل المرشح بسيط جداً، ويكون عبر مرور تيار الهواء الملوث عبر غشاء (شبك معدني، نسيج قماشي، ورق، ألياف معدنية) تكون ثقوبها أصغر من أبعاد الدقائقيات التي ستحتجزها. تستخدم هذه الأنواع من المرشحات في عمليات التحكم يتلوث الهواء، وهي غير شائعة بسبب صعوبة إنتاج وسط الترشيح.
آلية عمل المرشحات السطحية
يمر التيار الغازي الذي يحتوي على مواد صلبة عبر طبقة المرشح التي تكون في أغلب الحالات من القماش وفي بعض الحالات من الورق أو المعدن، تتجمع الدقائقيات على وسط المرشح مشكلة كعكة المرشح، ويتحرر الغاز النظيف من المواد الصلبة ويمر من خلال طبقتي الكعكة والمرشح.
عند المرور من نقطة إلى نقطة يكون التدفق أفقياً ويحدث تغيراً صغيراً في السرعة، لأن هبوط الضغط يسبب تمدد الغاز ولأن الغاز يخلف وراءه الدقائقيات التي يحتويها، من أجل معظم المرشحات التي تهتم بتلوث الهواء هناك تأثير مزدوج للتغيرات يمكن ملاحظتها، التأثير الميكانيكي للتدفق يكون في إنقاص الضغط بسبب المقاومة الجزئية للتدفق خلال كعكة المرشح ووسط المرشح، في معظم المرشحات الصناعية من أجل الغازات والسوائل تكون سرعة التدفق في ثقب مستقل منخفضة إذا كان التدفق صفحي.
المرشحات العميقة
يستخدم نموذج آخر على نطاق واسع في التحكم بتلوث الهواء لا يشكل كتلة متماسكة على سطحه وإنما عوضاً عن ذلك يجمع الدقائقيات على كامل جسم المرشح وتدعى هذه النماذج بالمرشحات العميقة.
آلية عمل المرشحات العميقة
إن الدقائقيات المحمولة بتيار الهواء الملوث تتدفق باتجاه القرص والتي يمكن أن تشبه ألياف اسطوانية في المرشح. يميل الغاز المتدفق للإنحناء حول الألياف ولكن الدقائقيات الموجودة فيه والتي هي أكثر من الغاز ب٢٠٠٠مرة بشكل نموذجي ستحمل بواسطة عطالتها.
والتي تجعلها تتابع المسير بشكل مستقيم والبعض منها سيصطدم مع القرص منفصلاً بذلك عن تعقب الغاز بالدوران حول القرص. لتحديد فيما إذا كانت الدقائقية ستصطدم بالقرص أو تدور حوله، نحسب مسارها باستخدام حقل التدفق من أجل التدفق حول الحاجز. ويتم حساب السرعة النسبية بين الدقائقية والغاز باستخدام تعديل ملائم لقانون ستوكس، وتكون السرعة المناسبة لاستخدامها في قانون ستوكس هي فرق السرعة في الاتجاه بين الدقائقية والغاز.
أجهزة غسيل الغازات للتحكم بالدقائقيات
في هندسة التحكم بتلوث الهواء يستخدم مصطلح جهاز غسيل الغازات لتجميع الدقائقيات الناعمة في قطيرات سائلة، وعندما تستخدم القطيرات لتجميع ثنائي أكسيد الكبريت يدعى جهاز غسيل الغازات scrubber. معظم الدقائقيات الناعمة تلتصق بقطيرات السائل عندما تلامسها، وإذا جعلنا القطيرات والدقائقيات تلامس إحداها الأخرى فإن الدقائقيات ستدخل ضمن القطيرة.
يتألف الجهاز الكامل من مجموعة أجزاء، يستخدم في معظمها جهاز سكلون بسيط لفصل الغاز-السائل، ويمكن أن يكون جهاز الفصل أحد الأنواع الشائعة للمرسبات بالثقالة ومن الواضح أنه إن لم تكن هناك طريقة جيدة لمعالجة الملوثات في التيار المائي فإن استخدام جهاز الغسيل ستنقل مشكلة تلوث الهواء إلى مشكلة تلوث المياه.
تجميع الدقائقيات في العواصف المطرية
تعمل العواصف المطرية كجهاز غسيل غازات وتقوم بتجميع الدقائقيات من الغلاف الجوي، ومنها ستنطلق إلى نظم هندسية أكثر تعقيداً تطبق في المجالات الصناعية.
جهاز غسيل الغازات مع الجريان المتعامد
يتكون جهاز غسيل الغازات مع الجريان المتعامد من مكعب حيث يحتوي هذا المكعب الكبير على فوهات متعددة لتوزيع السائل المتدفق بشكل متساوٍ فوق سطح أفقي، ومن ثم تجميع السائل من أرضية التصريف في الأسفل. ونفترض أن الغاز يتحرك على شكل تدفق مستمر خلال جهاز الغسيل.
