جهاز تنظيف آلي

تُعدّ أجهزة التنقية الميكانيكية شكلاً من أشكال تكنولوجيا مكافحة التلوث . ويندرج هذا النوع من التكنولوجيا ضمن مجموعة أجهزة مكافحة تلوث الهواء التي تُعرف مجتمعةً باسم أجهزة التنقية الرطبة .

إضافةً إلى استخدام الرذاذ السائل أو تيار العادم، يمكن لأنظمة التنظيف استخدام المحركات لتوفير الطاقة. يقوم المحرك بتشغيل دوار أو مجاديف ، والتي بدورها تولد قطرات الماء لجمع الغازات والجسيمات.

تتميز الأنظمة المصممة بهذه الطريقة بصغر حجمها مقارنةً بأجهزة التنقية الأخرى، إلا أن متطلباتها الإجمالية للطاقة تميل إلى أن تكون أعلى من غيرها من أجهزة التنقية ذات الكفاءة المكافئة. وتحدث خسائر كبيرة في الطاقة أثناء تشغيل الدوار، لذا لا تُستهلك كل الطاقة المستخدمة في عملية التلامس بين الغاز والسائل.

تتوفر تصاميم أقل لأجهزة التنقية المدعومة ميكانيكياً مقارنةً بتصاميم أجهزة التجميع التي تتلامس مع الطورين السائل والغازي. وهناك نوعان أكثر شيوعاً: أجهزة التنقية بالمروحة الطاردة المركزية وأجهزة التنقية بالرش المُحفز ميكانيكياً .

يمكن لجهاز تنقية الغازات بمروحة طرد مركزي أن يعمل كمحرك للهواء وجهاز تجميع في آن واحد. يوضح الشكل 1 نظامًا كهذا، حيث يُرش الماء على شفرات المروحة بالتزامن مع غاز العادم المتحرك. تُزال بعض الملوثات الغازية والجسيمات مبدئيًا أثناء مرورها فوق رذاذ السائل. ثم تصطدم قطرات السائل بالشفرات لتكوين قطرات أصغر حجمًا لتسهيل عملية التجميع. يمكن أيضًا تجميع الملوثات على طبقة السائل المتكونة على شفرات المروحة. تدفع الشفرات الدوارة السائل والجسيمات المجمعة بعيدًا عنها. تنفصل قطرات السائل عن تيار الغاز بفعل حركتها الطاردة المركزية .

تُعدّ مُجمّعات المروحة الطاردة المركزية الأكثر إحكامًا بين أجهزة التنظيف الرطبة ، إذ تُشكّل المروحة والمُجمّع وحدةً مُدمجة. لا يحدث أي فقدان للضغط الداخلي عبر جهاز التنظيف، ولكن يحدث فقد في الطاقة يُعادل انخفاضًا في الضغط يتراوح بين 10.2 و15.2 سم (4 إلى 6 بوصات) من الماء، وذلك لانخفاض كفاءة المروحة .

يتكون جهاز تنقية الغازات المدعوم ميكانيكيًا، وهو جهاز الرش المستحث ، من دوار دوار مغمور في حوض من السائل. ينتج عن هذا الدوار الدوار رذاذًا دقيقًا من القطرات. ومن خلال تحريك غاز العملية عبر هذا الرذاذ، يمكن جمع الجسيمات والملوثات الغازية لاحقًا.

يوضح الشكل 2 جهاز تنظيف بالرش المستحث يستخدم دوار رش عمودي.

تتميز أجهزة التنقية الميكانيكية بقدرتها على جمع الجسيمات ذات الأقطار التي تبلغ 1 ميكرومتر أو أكبر بكفاءة عالية. ويتطلب تحقيق هذه الكفاءة عادةً استهلاك طاقة أكبر من تلك التي تستهلكها أجهزة التنقية الأخرى التي تعمل بكفاءة مماثلة. في أجهزة التنقية الميكانيكية، يتم جمع معظم الجسيمات في قطرات السائل المتكونة بفعل الشفرات الدوارة أو الدوار.

لا تُستخدم أجهزة التنقية الميكانيكية عادةً لامتصاص الغازات ، إذ أن زمن التلامس بين الغاز والسائل قصير جدًا، مما يحد من الامتصاص. ولإزالة الغازات، توفر أنظمة تنقية أخرى كفاءةً أعلى بكثير في إزالة الغازات لكل وحدة طاقة مستهلكة.

كما هو الحال مع معظم الأجهزة، تؤدي إضافة الأجزاء المتحركة إلى زيادة احتمالية حدوث مشاكل الصيانة. وتتطلب أجهزة التنظيف الميكانيكية تكاليف صيانة أعلى من أنظمة التجميع الرطبة الأخرى. وتكون الأجزاء المتحركة عرضة بشكل خاص للتآكل والتلوث . بالإضافة إلى ذلك، تتعرض الأجزاء الدوارة للإجهاد أو التآكل الناتج عن الاهتزاز، مما يؤدي إلى اختلال توازنها. وتُعد المواد المقاومة للتآكل المستخدمة في هذه الأجهزة باهظة الثمن؛ لذا، لا تُستخدم هذه الأجهزة في التطبيقات التي قد يُسبب فيها التآكل أو المواد اللزجة مشاكل.

تُستخدم أجهزة التنقية الميكانيكية للتحكم في تيارات العادم المحتوية على جسيمات دقيقة . وتتميز هذه الأجهزة بصغر حجمها مقارنةً بمعظم أنظمة التنقية الأخرى، نظرًا لدمج المروحة داخل الجهاز. إضافةً إلى ذلك، تعمل هذه الأجهزة بنسب منخفضة من السائل إلى الغاز . أما عيوبها فتتمثل في متطلبات صيانتها العالية عمومًا، وكفاءة امتصاصها المنخفضة، وتكاليف تشغيلها المرتفعة. ترد خصائص أداء أجهزة التنقية الميكانيكية في الجدول 1. ^{[ 1 ]}

ملاحظة: تُستخدم هذه الأجهزة بشكل أساسي لجمع الجسيمات، على الرغم من أنها تستطيع أيضًا إزالة الملوثات الغازية من تيار العادم.

• بيثيا، آر إم 1978. تكنولوجيا مكافحة تلوث الهواء. نيويورك: فان نوستراند رينهولد.
• شركة ماكيلفين. 1974. دليل استخدام آلة التنظيف الرطبة. نورثبروك، إلينوي: شركة ماكيلفين.
• ريتشاردز، الابن 1995. التحكم في انبعاثات الجسيمات (دورة APTI 413). وكالة حماية البيئة الأمريكية.
• ريتشاردز، الابن 1995. التحكم في الانبعاثات الغازية. (دورة APTI 415). وكالة حماية البيئة الأمريكية.
• وكالة حماية البيئة الأمريكية. 1969. تقنيات التحكم في ملوثات الهواء الجسيمية. AP-51.