غبارگیر حفاری

غبارگیر (گردگیر) در حفاری سیستمی برای افزایش کیفیت هوای آزاد شده از فرآیندهای حفاری است. غبارگیرها با جمع آوری گرد و غبار و سایر ناخالصی‌ها از هوا یا گاز، مانع از ورود ناخالصی‌ها به هوای آزاد می‌شوند. غبارگیر (گردگیر) از یک دمنده، فیلتر گرد و غبار، یک سیستم برای تمیز کردن فیلتر و یک مخزن گرد و غبار یا سیستم حذف گرد و غبار تشکیل شده است. نخستین بار، ویلهلم بث که اهل لوبک بود، این سیستم را ابداع کرد. در سال 1921، او سه طرح از فیلتر را که برای حذف گرد و غبار از هوا استفاده می‌شد، به ثبت رساند.

در حالت کلی، غبارگیر (گردگیر) در حفاری برای بازیابی ذرات با ارزش از جریان‌های فرآیندی و یا حذف آلاینده های جامد قبل از تخلیه گازهای خروجی، در بسیاری از فرآیندها استفاده می‌شود. ممکن است غبارگیرها از مجموعه‌ای از دستگاه‌ها تشکیل شده باشند و جداسازی ذرات معلق از هوا، با یک ساختار واحد انجام نشود. بهبود کیفیت هوا در گروی استفاده از غبارگیرها می‌باشد. در نتیجه، اساس کار غبارگیرها را می‌توان در فیلتر کردن، جداسازی و جذب گرد و غبار و ذرات معلق و انتشار هوای ضدعفونی شده، خلاصه کرد.

غبارگیرها (گردگیرها) انواع مختلفی دارند؛ اما پنج نوع اصلی از انواع آن شامل جداکننده های اینرسی، فیلترهای پارچه ای، اسکرابرهای مرطوب، کلکتور واحد و رسوب دهنده های الکترواستاتیک هستند.

دستگاه غبارگیر با جداکننده های اینرسی

جداکننده های اینرسی، یکی از انواع غبارگیر صنعتی است که برای جداسازی گرد و غبار حفاری از نیروهایی مانند نیروی گریز از مرکز و نیروی گرانشی استفاده می‌کنند. استفاده از این نیروها باعث می‌شود که گرد و غبار به ناحیه‌ای که نیروهای اعمال شده توسط جریان گاز حداقل است، منتقل شود. گرد و غبار جدا شده توسط نیروی گرانش به داخل یک قیف منتقل شده و در داخل قیف به طور موقت ذخیره می‌شود. جداکننده های اینرسی، خود به سه نوع اصلی تقسیم می‌شوند. محفظه های ته نشینی، محفظه های بافل و کلکتورهای گریز از مرکز، از انواع جداکننده های اینرسی هستند.

دستگاه غبارگیر با محفظه های ته نشینی

محفظه ته نشینی شامل یک جعبه بزرگ بوده که در مجرای لوله کشی نصب می‌شود. هرچه سطح مقطع محفظه افزایش پیدا کند، سرعت جریان هوای پر از گرد و غبار کاهش می‌یابد. در نتیجه، ذرات سنگین‌تر ته نشین شده و هوای عبوری پاکسازی می‌شود. طراحی محفظه‌های ته‌نشینی ساده می‌باشد و معمولا با هر جنسی ساخته می‌شوند. اما با وجود سادگی در طراحی و ساخت، نیاز به فضای زیادی داشته و از کارایی کمی برخوردارند. به همین دلیل، به ندرت به عنوان گردگیر اولیه استفاده می‌شوند. از دیگر مزایای این نوع غبارگیر حفاری (گردگیر حفاری) می‌توان به جمع‌آوری ذرات بدون نیاز به آب، عدم نیاز به تعمیر و نگهداری اشاره کرد.

غبارگیر با محفظه های بافل

در محفظه های بافل از یک صفحه بافل ثابت استفاده شده که منجر به تغییر جهت ناگهانی، توسط جریان گاز انتقال دهنده می‌شود. در نتیجه، ذراتی که قطر زیادی دارند، جریان گاز را دنبال نمی‌کنند. این ذرات به جای حرکت با جریان گاز، وارد فضای ته نشینی می‌شوند. محفظه های بافل به عنوان پیش تمیزکننده به کار گرفته می‌شوند.

غبارگیر با کلکتورهای گریز از مرکز

کلکتورهای گریز از مرکز، جداسازی ذرات غبار ناشی از حفاری را با عمل سیکلونی انجام می‌دهند. در یک سیکلون معمولی، جریان هوای حامل غبار، با زاویه‌ای مشخص وارد شده و به سرعت می‌چرخد. نیروی گریز از مرکزی که در اثر جریان دایره‌ای ایجاد می‌شود، ذرات غبار را به سمت دیواره سیکلون پرتاب می‌کند. این ذرات پس از برخورد به دیواره جداساز، درون قیفی که در زیر آن واقع شده، ریخته می‌شوند.

کلکتورهای گریز از مرکز انواع مختلفی داشته و جداکننده های تک سیکلونی، جداکننده های چند سیکلونی و جداکننده های جریان هوای ثانویه، از انواع آن است. معمولا از این غبارگیرها (گردگیرها)، در شرایطی که اندازه ذرات بیش از 20 میکرون باشد، استفاده می‌شود. راندمان جداکننده های چند سیکلونی بسیار بیشتر از جداکننده های تک سیکلونی می‌باشد. از جداکننده های چند سیکلونی در صنایع سیمان و نورد فلزات به وفور استفاده می‌شود.

دستگاه غبارگیر با فیلترهای پارچه ای

فیلترهای پارچه ای از فیلتراسیون برای جداسازی ذرات گرد و غبار حفاری از گازهای خروجی استفاده می‌کنند. این نوع غبارگیرها (گردگیرها) جزء کارآمدترین و مقرون به‌صرفه‌ترین غبارگیرها (گردگیرها) هستند. بازده جمع آوری این غبارگیرها (گردگیرها) بیش از 99 درصد بوده، اما معمولا به عنوان غبارگیر (گردگیر) در حفاری استفاده نمی‌شوند و مصرف خانگی دارند. کیسه‌های موجود در این نوع فیلترها از جنس نخ بافته شده یا نمدی، نخ مصنوعی و یا الیاف شیشه ای می‌باشند.

غبارگیر با اسکرابرهای مرطوب

اگر در غبارگیر (گردگیر) از مایع برای جداسازی گرد و غبار استفاده شود، به آن اسکرابر مرطوب گفته می‌شود. در اسکرابرها، مایع شستشو که معمولاً آب است، با جریان هوایی که حاوی ذرات گرد و غبار است، در تماس می‌باشد. هرچه تماس بین جریان های هوا و مایع بیشتر باشد، راندمان حذف گرد و غبار افزایش می‌یابد. این نوع غبارگیرها (گردگیرها) با وجود تنوع زیادی که دارند، اما مراحل یکسانی را برای جداسازی گرد و غبار طی می‌کنند.
در این نوع غبارگیرها (گردگیرها)، ابتدا گاز مرطوب شده و ذرات ریز متراکم می‌شوند. با تراکم ذرات ریز، حجم آنها نیز افزایش یافته و جداسازی آنها آسانتر می‌شود. سپس گاز و مایع با یکدیگر تماس داشته و ذرات گرد و غبار و قطرات آب با هم ترکیب می‌شوند و آگلومرا تشکیل می‌شود. با بزرگتر شدن توده ها، عمل ته‌نشینی در یک کلکتور انجام می‌شود.

دستگاه غبارگیر با کلکتور واحد

این نوع غبارگیرها (گردگیرها) از یک فن و نوعی گردگیر تشکیل شده‌اند و ابعاد کوچکی دارند. این نوع غبارگیرها (گردگیرها) برای عملیات ایزوله، جابجایی مکرر گرد و غبار مانند سطل ها و سیلوها یا نقاط انتقال تسمه نقاله از راه دور، مناسب هستند. نیاز به فضای کم، بازگشت گرد و غبار جمع‌آوری شده به جریان اصلی مواد و هزینه اولیه کم، از جمله مزایای این نوع غبارگیر (گردگیر) است.

دستگاه غبارگیر با رسوب دهنده های الکترواستاتیک

این نوع دستگاه گردگیر از نیروهای الکترواستاتیکی برای جداسازی ذرات غبار از گازهای خروجی استفاده می‌کند. تعدادی الکترود تخلیه با ولتاژ بالا و جریان مستقیم در این غبارگیرها (گردگیرها) وجود دارد. ذرات گرد و غبار موجود در هوا هنگام عبور از میدان یونیزه شده بین الکترودها، بار منفی دریافت می‌کنند. سپس این ذرات با بار منفی به یک الکترود زمینی که دارای بار مثبت است، جذب می‌شوند و به آن می‌چسبند.

راندمان این نوع از غبارگیرها (گردگیرها) تحت تاثیر افزایش سرعت جابجایی ذرات غبار، کاهش جریان گاز و افزایش سطح رسوب دهنده، افزایش می‌یابد. به منظور افزایش سرعت جابجایی ذرات، می‌توان دمای گاز و ولتاژ را افزایش داده و لزجت گاز را کاهش داد.

در غبارگیر حفاری (گردگیر حفاری)، فن و موتور، انرژی مکانیکی لازم را برای انتقال هوای آلوده از منبع تولید گرد و غبار، به گردگیر تامین می‌کنند. فن‌های بکار رفته در غبارگیر (گردگیر) شامل فن‌های گریز از مرکز و فن‌های جریان محوری هستند. فن‌های گریز از مرکز نیز به سه دسته‌ی فن‌های پره‌ای شعاعی، فن‌های پره عقب و فن‌های پره خمیده تقسیم می‌شوند. فن‌های جریان محوری نیز شامل فن‌های پروانه ای، فن‌های لوله محوری و فن‌های محوری پره‌ای هستند.

موتورهای الکتریکی نیز به منظور تامین انرژی لازم برای به حرکت درآوردن فن غبارگیر حفاری (گردگیر حفاری) به کار گرفته می‌شوند. در غبارگیر حفاری (گردگیر حفاری) از موتورهایی استفاده می‌شود که قدرت لازم برای کارکرد فن‌ها را در دماها و سرعت‌های مختلف جریان، ایجاد کنند.

از دستگاه غبارگیر جهت جمع آوری گرد و غبار خارج شده از گمانه‌های حفاری، استفاده می‌شود.

اگر غبارگیر (گردگیر) در حفاری به صورت واحدهای محیطی قرار بگیرند، به شکل سیستم‌های آویزان آزاد است. زمانی می‌توان از این واحدها استفاده کرد که کاربرد غبارگیر (گردگیر)، استفاده از بازوهای جذب منبع یا کانال را محدود کند. نوع دیگری از پیکربندی گردگیرها، جمع کننده منبع یا واحدهای قابل حمل بوده که برای جمع آوری گرد و غبار، در منبع به کار می‌روند. اتاقک‌های جمع آوری نیز نوع دیگری از پیکربندی مخصوص گردگیرها بوده و نیازی به کانال کشی ندارند.

استفاده از غبارگیر حفاری (گردگیر حفاری) در صنعت معدن

صنعت معدن نه تنها شامل سایت های حفاری (به عنوان مثال، معادن سطحی ، استخراج معدن، معدنکاری بزرگ، معدن باز و معدن روباز) است، بلکه تمام زیرساخت‌های پردازش مواد معدنی و سنگ معدن و فرایند تبدیل آن‌ها به مواد اولیه قابل استفاده را نیز شامل می‌شود. مواد معدنی شامل شن و ماسه، سنگ، زغال سنگ، فلزات (به عنوان مثال آهن، سرب، مس، طلا، نقره، پلاتین، آلومینیوم، روی، لیتیوم، نیکل، مولیبدن، منگنز، کادمیوم، بریلیم، کروم، قلع، تنگستن)، غیر فلزات (به طور مثال، فسفات، گچ، تالک، فلدسپات، پوکه و سنگ‌های قیمتی) و مواد معدنی خاکی کمیاب (مانند نئودیمیم، دیسپروزیم، ایتریم، یوروپیوم، تربیوم) می‌شوند.

در آمریکای شمالی، متداول‌ترین معادن مربوط به ماسه، شن و سنگ و پس از آن زغال سنگ است. مس و آهن نیز رایج‌ترین معادن فلزی هستند.

تولید گرد و غبار در حفاری معدن نیز اتفاق می‌افتد. به طور مثال در سایت‌های حفاری، توسط نوار نقاله، نقاط انتقال تسمه و فیدرهای تسمه وزنه، سطل‌ها و سیلوهای ذخیره سنگ معدن، سنگ‌شکن و آسیاب ها، آسیاب‌های چکشی و آسیاب‌های گلوله‌ای و مخلوط کن ها، مقدار زیادی گرد و غبار تولید می‌شود. به دلیل حجم زیاد، ساینده بودن و سمی بودن گرد و غبار معدن، استفاده از غبارگیر (گردگیر) در این صنعت نیز دارای اهمیت خاصی می‌باشد.

رعایت مقررات مربوط به استانداردهای کیفیت هوا و استفاده از یک غبارگیر (گردگیر) به هنگام حفاری معادن بسیار مهم است. برای انتخاب درست گردگیر باید ابتدا میزان گرد و غبار تولیدی در معدن را ارزیابی کنید. برخی از انواع گرد و غبار ایجاد شده در حفاری معدن، مانند گرد و غبار زغال سنگ، بسیار قابل احتراق می‌باشند. معمولا با ایجاد گرد و غبار قابل احتراق در سیلو، سیستم نوار نقاله یا محفظه، احتراق صورت می‌گیرد. پس استفاده از یک غبارگیر (گردگیر) مناسب برای جلوگیری از احتراق الزامیست.

استفاده از غبارگیر (گردگیر) در حفاری، سلامت و ایمنی کارگران را بهبود می‌بخشد. هوایی که پر از خاک، گرد و غبار، مواد شیمیایی یا گاز باشد، بر ریه‌های هر فردی که این هوا را به داخل تنفس می‌کند، تأثیر می‌گذارد. استفاده از یک غبارگیر (گردگیر)، این آلاینده‌ها را از هوا حذف کرده و هوا را تمیز می‌کند. به این ترتیب، سلامتی همه افراد حاضر در سایت حفاری نیز تضمین می‌شود.

علاوه بر این، بکارگیری غبارگیر (گردگیر) در حفاری، موجب افزایش بهره وری نیز می‌شود. تجمع خاک، گرد و غبار و زباله روی تجهیزات حفاری، بهره وری آن‌ها را کاهش می‌دهد؛ زیرا این گرد و غبار به مرور زمان وارد تجهیزات شده و کارکرد تجهیزات را مختل می‌کند. ورود گرد و غبارها به درون تجهیزات، باعث کندتر شدن ماشین‌ها و در نتیجه خرابی آن‌ها می‌شود. در نتیجه باید برای تعمیر ماشین آلات آسیب دیده، هزینه‌ی زیادی صرف شود.

از طرفی، استفاده از غبارگیر (گردگیر) در حفاری، موجب کیفیت بهتر محصولات استخراجی می‌شود. گرد و غباری که در هوا وجود دارد، ممکن است در طول فرآیند تولید، روی محصولات استخراجی جمع شود. در نتیجه کیفیت محصول نهایی تحت تاثیر قرار می‌گیرد. استفاده از گردگیری در حفاری، ذرات ریز را از محصولات نهایی دور نگه داشته و کیفیت محصولات را بهبود می‌بخشد.

علاوه بر موارد ذکر شده، استفاده از غبارگیر، به رعایت قوانین و مقررات مربوط به ایمنی محیط کار و محیط زیست و کیفیت هوا کمک می‌کند. کیفیت پایین هوا، هزینه‌های سنگینی را برای پیمانکار به همراه خواهد داشت. همچنین، استفاده از غبارگیر حفاری (گردگیر حفاری) باعث رضایت کارگران از محیط کار می‌شود. زمانی که کیفیت هوا پایین باشد، کارگران در محیط کار آسیب دیده و به یافتن شغلی دیگر ترغیب می‌شوند. بعلاوه، تمیز نگه داشتن هوای سایت حفاری به بهبود روحیه کارگران کمک می‌کند.

غبارگیر حفاری (گردگیر حفاری) از نظر مواردی مانند طراحی، ساخت و ساز، بهره برداری، فضای مورد نیاز، اثربخشی، هزینه‌های سرمایه و نگهداری با یکدیگر تفاوت‌هایی دارند. غبارگیر (گردگیر) در حفاری از هر نوعی که باشد، علاوه بر مزایا، دارای معایبی نیز هست. با این حال، در انتخاب غبارگیر حفاری (گردگیر حفاری) باید به غلظت گرد و غبار و اندازه ذرات، درجه جمع آوری گرد و غبار، ویژگی‌های جریان هوا، ویژگی‌های گرد و غبار و روش‌های دفع گرد و غبار توجه نمود که در ادامه به توضیح هر یک از موارد ذکر شده می‌پردازیم.

غلظت گرد و غبار و اندازه ذرات

غلظت و اندازه ذرات یکی از مواردی است که باید در انتخاب غبارگیر (گردگیر) به آن توجه کرد. در عملیات حفاری مواد معدنی، غلظت گرد و غبار می‌تواند از ۱/۰ تا ۵ دانه (۰.۳۲ گرم) گرد و غبار در هر فوت مکعب هوا (۲۳/۰ تا ۴۴/۱۱ گرم در متر مکعب) باشد و اندازه ذرات می‌تواند از ۵ تا ۱۰۰ میکرومتر متغیر باشد.

درجه جمع آوری گرد و غبار

درجه جمع آوری گرد و غبار مورد نیاز به خطر بهداشتی آن، میزان انتشار مجاز، ماهیت گرد و غبار و محل کارخانه بستگی دارد. انتخاب غبارگیر (گردگیر) باید متناسب با راندمان مورد نیاز باشد. بالطبع، استفاده از تجهیزات با راندمان بالا و هزینه‌های بالا، مانند رسوب دهنده‌های الکترواستاتیک، از نظر اقتصادی هزینه بر خواهد بود.

ویژگی های جریان هوا

ویژگی‌های جریان هوا نیز تأثیر قابل توجهی بر انتخاب غبارگیر حفاری (گردگیر حفاری) دارد. به عنوان مثال، نمی‌توان از فیلترهای پارچه‌ای نخی در شرایطی با دمای بیش از ۱۸۰ درجه فارنهایت (۸۲ درجه سانتیگراد) استفاده کرد. از طرف دیگر، وجود مواد شیمیایی در جریان هوا، باعث ایجاد خوردگی در اسکرابرهای مرطوب می‌شود. پس انتخاب غبارگیر باید متناسب با جریان هوا باشد.

ویژگی های گرد و غبار

نوع گرد و غبار نیز مورد دیگری است که باید برای انتخاب غبارگیر (گردگیر) به آن توجه کرد. غلظت متوسط تا سنگین بسیاری از غبارها (مانند گرد و غبار حاصل از ماسه سیلیس یا سنگ معدن فلز) می‌تواند باعث سایش کلکتورهای گریز از مرکز خشک شود. مواد نمگیر می‌توانند کلکتورهای کیسه‌ای را ببندند. از طرفی، برخی از اندازه‌ها و اشکال ذرات، ممکن است از انواع خاصی از جمع کننده‌های پارچه‌ای رد شوند. ماهیت قابل احتراق بسیاری از مواد ریز نیز، مانع از استفاده از رسوب دهنده‌های الکترواستاتیک می‌شود.

روش های دفع گرد و غبار

روش‌های حذف و دفع گرد و غبار نیز در انتخاب غبارگیر (گردگیر) در حفاری دارای اهمیت است. روش‌های دفع، به مواد، فرآیند کارخانه، حجم و نوع غبارگیر (گردگیر) مورد استفاده بستگی دارد. غبارگیرها (گردگیرها) می‌توانند گرد و غبار را به طور مداوم یا به صورت دسته‌ای تخلیه کنند. اگر گرد و غبار جزء مواد خشک باشد، می‌تواند مشکلاتی را در هنگام تخلیه و دفع ایجاد کند که البته استفاده از کلکتورهای مرطوب، مانع بروز این مشکل می‌شود.

دفع دوغاب یا لجن مرطوب نیز می‌تواند به خودی خود، یک مشکل اضافی در حمل و نقل مواد باشد. از طرفی، اگر فاضلاب به درستی تصفیه نشود، ممکن است مشکلات آلودگی فاضلاب یا آب را در پی داشته باشد. پس نوع دفع در غبارگیر حفاری (گردگیر حفاری) بسیار مهم است.

استفاده از تجهیزات بهینه‌ی جمع‌آوری گرد و غبار، باعث کاهش هزینه‌های نگهداری و تعویض تجهیزات حفاری و افزایش رضایت کارکنان می‌شود. انتخاب نادرست غبارگیر (گردگیر) می‌تواند بر عملکرد و هزینه‌های نگهداری تجهیزات تأثیر بگذارد. بنابراین، گردگیر باید به گونه‌ای انتخاب شود که مناسب سایت حفاری و مواد استخراجی باشد. همچنین، گردگیر حفاری مناسب، می‌تواند بهبود کیفیت محصولات تولیدی را تضمین کند. علاوه بر این، نباید کارایی و تولید کارکنان را نیز نادیده گرفت.

شرکت آرمیکو ارائه‌دهنده انواع غبارگیر حفاری (گردگیر حفاری)، دستگاه حفاری ارس، کرگیری، دستگاه دریل واگن و غیره، می‌تواند به شما مشتریان در زمینه انتخاب غبارگیر (گردگیر) مناسب کمک کند. با خرید غبارگیر حفاری (گردگیر حفاری) از شرکت آرمیکو، خریدی مطمئن و با کیفیت را تجربه کنید.