در این مقاله قبل از بررسی فیلترهای خشک گاز با فیلتر گاز و لزوم استفاده از آنها آشنا می شویم. سپس در ادامه انواع و کاربردشان توضیح داده می شود. فیلتر گاز برای تصفیه و پاک سازی سیالات گازی از ذرات مایع و جامد در خطوط انتقال استفاده می شود. به طور کلی محتویات خشک، رسوبات و زنگار جداره های داخلی لوله، خاک و گرد و غبار منجر به آسیب های جدی به خطوط لوله و نابودی تجهیزات می شود.

از این رو برای افزایش طول عمر تجهیزات و صرفه جویی در هزینه ها باید از فیلتر گاز استفاده نمود. کاربرد گسترده ی این فیلتر ها در ایستگاه های تقلیل و تقویت فشار، نیروگاه ها، اندازه گیری گاز و ورودی خطوط گاز رسانی به مشعل و مصرف کننده های گاز و به طور کلی در صنایع استفاده کننده از گاز طبیعی است. در این واحد ها برای حفاظت از کنتورها، رگلاتورها و ابزار دقیق از ذرات معلق ملزم به استفاده از فیلتر گاز هستیم. به طور عمده وظیفه ی فیلتر ها، جلوگیری از ورود مواد زائد و محافظت از دستگاه های گاز سوز است و به همین منظور در فیلتر گاز شهری، فیلتر پکیچ و فیلتر دستگاه های CNG و … وجود دارد.

فیلترهای خشک گاز

منظور از فیلتر خشک گاز، فیلتری است که می تواند ذرات جامد تا قطر 3 میکرون را از سیالات گازی جدا نماید. فیلتر گاز، تجهیز ایستا بوده و در ایستگاه های گازی استفاده می شود. در ایستگاه های گاز، عملیات تصفیه در طی 4 مرحله انجام می پذیرد. انواع فیلتر ایستگاه گاز، اسکرابر، فیلتر سپراتور، فیلتر خشک گاز و برج ناک اوت درام که بر اساس نوع و میزان ناخالصی گاز طراحی می شوند، این 4 مرحله را تشکیل می دهند. طراحی فیلتر های خشک بنابر سایز و ظرفیت مورد نظر صورت می پذیرد. این طراحی باید به گونه ای باشد که علاوه بر پاکسازی، حداقل افت فشار را داشته باشد. فیلتر های خشک بر اساس زاویه ای ورودی و خروجی گاز به صورت محوری یا زاویه ای در خطوط لوله قرار می گیرند.

ساختمان فیلترهای خشک گاز

حال که با فیلترهای خشک گاز  آشنا شده ایم، نوبت به ساختمان و نحوه ی عملکرد این تجهیزات می رسد. فیلتر های گاز بر اساس سایز، پراکندگی ذرات، مقدار حجم ذرات، شتاب جبهه ای در سطوح فیلتر و افت فشار طراحی می شوند. از فیلترهای خشک در آخرین مرحله ی فیلتراسیون استفاده می شود. ذرات سنگین و درشت در اولین مراحل ته نشین شده و فیلترهای خشک بر اساس درصد وزنی از ورود ذرات کوچکتر و ظریف تر جلوگیری می کند.

فیلتر های خشک گاز از استوانه های توخالی که پیرامون آن با صافی های مناسب پر شده تشکیل شده اند. این استوانه های توخالی «المنت» نام دارند و مانع از عبور ذرات آلاینده می شوند. ابعاد و جنس این المنت ها تابع نوع آلاینده های همراه گاز و شرایط عملیاتی است. طراحی المنت ها بر اساس میزان پایداری، بازدهی پالایش و قطر ذرات فیلتر شده، ظرفیت نگهداری، سطح مورد نیاز فیلتراسیون، حد مجاز افت فشار و ظرفیت حجمی سیال عبوری و مطابق با استاندارد تعریف شده صورت می پذیرد.

کارتریج ها

اشکال المنت ها متفاوت بوده و می تواند از جنس های کاغذ، الیاف پلی پروپیلن، پلی استر و یا پارچه ای به شکل چین دار یا صاف باشند. فیلترهای ساخته شده از جنس نانو نیز در حال رشد و توسعه بوده و در بخش نیروگاهی استفاده می شوند. متداولترین المنت های مورد استفاده در فیلترهای خشک گاز از نوع کارتریجی است. کارتریج ها استوانه ای شکل و قابل تعویض هستند. المنت ها بر اساس جهت جریان گاز در دو ساختمان بیرون به داخل و داخل به بیرون ساخته می شوند.

در نوع بیرون به داخل، جریان گاز پس از برخورد به سطح بیرونی المنت از ذرات ناخالص جدا شده و از طریق داخل المنت به مسیر خود ادامه می دهد. در این نوع المنت، ناخالصی ها در بیرون از المنت قرار می گیرد و توسط شیر درین به بیرون سیستم انتقال می یابد. در نوع داخل به بیرون نیز عکس حالت قبل رخ می دهد. گاز تمیز از درون المنت به بیرون رفته و در محفظه داخل المنت ناخالصی ها انباشته می شود. در این حالت برای پاکسازی باید المنت تعویض شود تا ذرات ناخالص از مخزن خارج شود.

در این سیستم ها بهتر است از فیلترهای خشک گازی استفاده شود که به درهای سریع باز شونده مجهز باشد. در این حالت پاک سازی، تمیزکاری و تعویض اجزا آسان تر صورت می پذیرد. المنت در مسیر جریان وجود دارد، بنابراین باعث افت فشار می شود. از این رو المنت و بدنه ی فیلتر باید در برابر نیروهای خارجی مقاوم باشند.

کارتریج ها نیز از این قاعده مستثنی نبوده و علاوه بر مقاومت نیروهای خارجی باید در برابر تنش های ناگهانی حاصل از نوسانات شدید حجم گاز عبوری و تغییرات دمایی نیز مقاوم باشند. در بعضی از مواقع شرکت های سازنده برای بالا بردن مقاومت از یک لایه توری ساپورت استفاده می نمایند. در جریان ورودی و جریان خروجی فیلتر ها فشار سنج نصب می شود تا با کنترل افت فشار، زمان مناسب برای تعویض کارتریج ها مشخص گردد.