فیلتر گاز

طبق تعريف فيلتسر، فيلتر ماده اي است كه در مسير سيال (مايع يا گاز) قرار مي گيرد و در صورتي كه سيال حاوي ذرات جامد باشند، ذرات جامد را فيلتر كرده و فقط خود سيال را عبور مي دهد. فیلتر گاز نيز فيلتري است كه در مقابل سيال گاز قرار گرفته و فقط سيال گاز را عبور مي دهد. سيال گاز كه از فيلتر گاز عبور مي كند، سيال فيلتر شده خوانده مي شود.

در برخي فيلترها كه به صورت فيزيكي مورد استفاده قرار مي گيرند، مواد جامد با سايز بزرگ تري از اندازه سيال درون سيالي مثل گاز باقي مي مانند. پس جداسازي و فيلتراسيون به اين شيوه كامل نيست.. مواد جامد و يا قسمتي از سيالي مثل گاز مي توانند همچنان آلوده به مواد فيلتر نشده، گردند و گاز فيلتر شده توسط فيلتر گاز ممكن است هنوز هم حاوي ريز ذرات باشند. سايز ريز ذرات وابسته به اندازه ذرات و ضخامت خروجي فياتر، متغير خواهد بود.

كاربردهاي فيلتر سازي با استفاده از فيلتر گاز

در كاربرد هاي مربوط به علم شيمي، فيلتر گذاري يا فيلتراسيون عبارت است از تعدادي عمليات فيزيكي كه به منظور جداسازي مواد از تركيبات شيميايي انجام مي گيرد و بسيار هم اين فرايند فيلتر گذاري حائز اهميت است. مي توان يك حلال را براي حل كردن اجزاي درو گاز انتخاب نمود كه اجزاي مهم گاز را حل نمي كند. اگر اين حلال را در مخلوط گاز قرار دهيم، يك جز به محلول وارد شده و از فيلتر گاز رد مي شود در حالي كه المان حل نشده در داخل مخلوط باقي مي ماند. اين كار يكي از مهم ترين فنوني است كه شيمي دانان براي فيلترسازي يا خالص سازي مواد از آن استفاده مي كنند.

فيلترسازي عمليات واحدي است كه توسط مهندسين شيمي به كار گرفته مي شوند و مي توانند همزمان با عمليات واحد ديگر تركيب گشته و جريان آزاد موجود را فراوري نمايند.

بايد در نظر داشته باشيم كه فيلتراسيون يا filteration با غربال گري ياsieving دو موضوع جدا از هم هستند و نمي بايست آن ها را با هم اشتباه بگيريم. در غربال گري جداسازي در يك لايه متخلخل انجام مي گيرد و ذراتي كه براي غبور از حفره هاي غربال بسيار بزرگ هستند، باقي خواهند ماند. اما در فرايند فيلتر گذاري، شبكه چند لايه اي از ذرات درون گاز وجود دارند كه نمي توانند كانال هاي پر پيچ و خم فيلتر را حفظ كنند و بنابراين اين ذرات درون گاز باقي مي مانند. ذرات بزرگ تر درون گاز ممكن است يك لايه را روي فيلتر فرم دهند و ممكن است شبكه فيلتر را گرفته و اجازه ندهند كه سيال گاز از فيلتر گاز رد شوند كه در اين صورت گفته مي شود فيلتر گاز كور شده است. از نقطه نظر تجاري، فيلتر گاز براي غشايي به كار برده مي شود كه شبكه تفكيك يا جداسازي بسيار نازك باشند و سطح غشا منطقه اصلي تفكيك ذرات در نظر گرفته شوند.

فيلتراسيون و جذب يا absorption نيز دو موضوع متفاوت از هم هستند. در جذب، اندازه فيزيكي ذرات نقشي ندارد بلكه آن چه حائز اهميت است اثرات سطحي ذرات است. تعدادي از دستگاه هاي جذب، كربن فعال و رزين تبادل يوني دارند كه از نقطه نظر تجاري، فيلتر گاز ناميده مي شونند ولي بايد در نظر داشته باشيم كه عملكرد آن ها با هم متفاوت مي باشند. و فيلتراسيون وظيفه اصلي و اساسي آن است.

برخي آلاينده ها با استفاده از روش هاي مغناطيسي به وسيله آهن ربا، از سيال گاز حذف مي شوند و معمولا اين روش براي روان كاري، خنك كاري سيالات و سوخت به كار برده ميشوند ولي بايد در نظر داشته باشيم كه اين حذف آلاينده ها با استفاده از روش هاي مغناطيسي نيز با اصول عملكردي فيلتر گاز متفاوت است. و در اين روش هيچ گونه فيلتر گاز مورد استفاده قرار نگرفته است. دستگاه هاي تجاري وجود دارند كه فيلترهاي مغناطيسي را مي فروشند و كاملا با فيلتر هاي گاز فرق دارند.

انواع فيلتر گاز

دو گونه اصلي از فيلتر گاز وجود دارند:

1- فيلتر گاز سطحي يا surface filter: اين فيلترها مواد جامد را در سطح خود مي گيرند. از جمله اين فيلترهاي گاز سطحي مي توان به فيلترهاي كاغذي ، فيلترهاي تسمه اي ، فيلتر هاي درامي دوار خلا و فيلتر جريان متقاطع و فيلتر هاي نوري اشاره نمود.

2- فيلتر گاز عمقي يا depth filter: فيلتر گاز عمقي به شكل بستري از مواد دانه اي وجود دارند كه ذرات جامد را تا زمان عبور درون خود نگه مي دارند. از جمله اين فيلترها، فيلترهاي شني مي باشند.

فيلتر گاز سطحي اجازه مي دهد تا ذرات جامد به صورت دست نخورده قابل جمع اوري باشند اما فيلتر عمقي اين امكان را ندارند. ولي فيلتر گاز عمقي سطح تماس بيشتري با ذرات دارند و ذرات مي توانند به دام افتند و كمتر در معرض گرفتگي قرار مي گيرند.

فيلتر گاز با شستشو با حلال و مواد شوينده تميز نمود. در فرايندهاي مهندسي مثل پلانت هاي تصفيه آب، فيلترها با استفاده از شستشوي معكوس با بك واش ها،‌تميز نمود. (backwashing).

فيلتر خشك از رايج ترين مدل فيلتر گاز هستند. و در ايستگاه هاي گاز استفاده مي شوند. از فيلتر خشك معمولا در آخرين مرحله فيلتر سازي استفاده مي شود و از المان هايي با جنس پلي پروپيلن و پلي استر استفاده مي شود و اين المنت ها به صورت كاغذي و چين دار هستند. اين المنت ها در دو نوع بيرون به داخل و داخل به بيرون ، در بازار موجود هستند و در ايران بيشتر از نوع داخل به بيرون استفاده مي شود كه ذرات ناخالص گاز پس از آن ه به سطح بيروني المت از گاز جدا شده برخورد كرد، گاز تميز از داخل المنت خارج شده و فرايند به راحتي دنبال گردد.