Toz Toplama Sistemi: Siklon mu, Torbalı Filtre mi, Kartuş Filtre mi?

Toz toplama sisteminde siklon, torbalı filtre ve kartuş filtre birbirinin rakibi değil, farklı toz tiplerine ve yüklerine göre seçilen araçlardır. Siklon kaba ve ağır tozu ucuz ve dayanıklı biçimde ayırır ama ince tozu tutmakta zayıftır; torbalı filtre ince tozu yüksek yükte güvenilir şekilde tutar; kartuş filtre ise kuru, ince ve orta yükteki tozlar için kompakt bir çözümdür. Birçok tesiste en doğru çözüm, siklonun ön ayırıcı olarak bir torbalı veya kartuş filtreden önce kullanıldığı kombinasyondur.

Bu yazıda üç sistemin çalışma ilkesini, seçim kriterlerini, yanıcı tozlarda alınacak önlemleri ve tasarımda sık yapılan hataları anlatıyoruz.

Toz toplama sistemi hangi parçalardan oluşur?

Toz toplayıcı tek başına bir cihaz değil, bir sistemin parçasıdır. Sistemin başarısı en zayıf halkasına bağlıdır:

1. Yakalama elemanı (davlumbaz, emiş ağzı, kabin): Tozu oluştuğu noktada yakalar. Yakalanamayan toz, filtrenin kalitesinden bağımsız olarak ortama yayılır.
2. Kanal sistemi: Tozu, kanal içinde çökmeyecek bir hızla taşır. Minimum taşıma hızları toz tipine göre değişir; ACGIH Industrial Ventilation kılavuzu bu konuda yaygın referanstır.
3. Toz ayırıcı / filtre: Siklon, torbalı filtre, kartuş filtre veya ıslak yıkayıcı.
4. Fan: Tüm sistem direncini yenecek statik basınçta seçilir; mümkünse filtrenin temiz hava tarafına konur.
5. Toz boşaltma: Döner valf, toz haznesi veya big-bag; filtrenin altında toz birikmesini önler.

Siklon, torbalı ve kartuş filtre nasıl karşılaştırılır?

Verim ve basınç kaybı değerleri cihaz boyutuna, filtre malzemesine ve toz özelliklerine göre değiştiği için üretici performans verisiyle birlikte değerlendirilir.

Seçim için hangi sorular sorulmalı?

• Toz ne kadar ince? Partikül boyut dağılımı bilinmeden yapılan seçim tahminden öteye geçmez. Gerekirse numune alınıp analiz ettirilir.
• Ne kadar toz geliyor? Saatlik toz yükü yüksekse önde siklon kullanmak filtre ömrünü uzatır.
• Toz lifli, yapışkan veya nemli mi? Tekstil elyafı, yağlı talaş veya higroskopik tozlarda kartuş yerine torbalı filtre ya da uygun yüzey işlemli filtre malzemesi tercih edilir.
• Gaz sıcaklığı ne? Sıcak proses gazlarında filtre kumaşının sıcaklık dayanımı belirleyicidir; kıvılcım taşınabilecek hatlarda kıvılcım tutucu eklenir.
• Toz yanıcı mı? Ahşap, un, şeker, plastik, alüminyum ve magnezyum tozu gibi yanıcı tozlarda patlama önlemleri tasarımın ilk maddesidir.
• Kaç emiş noktası var ve hepsi aynı anda mı çalışıyor? Makinelerin bir kısmı durduğunda ilgili ağızları kapatan damperler ve hız kontrollü fan, hem enerji tüketimini düşürür hem de çalışan noktalarda emişin korunmasını sağlar. Ancak ağızlar kapatılırken kanaldaki taşıma hızının çökme sınırının altına inmemesine dikkat edilir.
• Temizlenen hava nereye gidecek? Dışarı atılacaksa emisyon mevzuatı, içeri geri verilecekse çalışanın maruziyeti yeniden değerlendirilir.

Yanıcı tozda hangi önlemler alınır?

Torbalı ve kartuş filtrelerin içi, ince tozun havayla karıştığı bir hacim olduğu için çoğu zaman patlayıcı ortam bölgesi olarak sınıflandırılır. Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik (RG 30.04.2013, sayı 28633) kapsamında bu bölgelerin belirlenmesi ve Patlamadan Korunma Dokümanında değerlendirilmesi gerekir. Tipik önlemler şunlardır:

• Patlama tahliye paneli (venting) ve tahliyenin güvenli bir yöne yönlendirilmesi; boyutlandırma için TS EN 14491 referans alınır.
• Patlamanın kanal yoluyla diğer ekipmana yayılmasını önleyen izolasyon elemanları.
• Bölgeye uygun ATEX fan, motor ve sensörler; topraklanmış ve antistatik filtre malzemesi.
• Kıvılcım algılama ve söndürme sistemi (kıvılcım taşıyan proseslerde).

Ayrıntılı bilgi için exproof (ATEX) fan ne zaman gerekir yazımıza bakabilirsiniz.

Mevzuat ne istiyor?

Tozla Mücadele Yönetmeliği (RG 05.11.2013, sayı 28812), tozun oluştuğu yerde kontrol altına alınmasını, işyeri ortamındaki toz ölçümlerinin yapılmasını ve çalışanların maruziyetinin önlenmesini ister. Tozun kaynağında yakalanması, mühendislik önlemleri arasında öncelikli olandır. Bacadan atılan havadaki toz emisyonu ise Sanayi Kaynaklı Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği (RG 03.07.2009, sayı 27277) çerçevesinde değerlendirilir. Bu iki boyut birlikte ele alınmadıkça sistem ya içeride ya dışarıda sorun yaratır.

Filtrelenen havanın kışın ısı kaybını önlemek için tekrar atölyeye verilmesi (geri dönüş havası) sık sorulan bir konudur. Bu mümkün olabilir, ancak birkaç koşula bağlıdır: Tozun zararlılık düzeyi ve maruziyet sınır değeri değerlendirilmeli, filtre verimi bu değerlendirmeye uygun olmalı, filtre hasarı veya torba yırtılması durumunda dönüş havasını keserek dışarı atan bir düzen bulunmalıdır. Kanserojen veya hassaslaştırıcı tozlarda ve yanıcı tozlarda geri dönüş havası çok daha sıkı değerlendirilir ya da hiç uygulanmaz. Karar, iş güvenliği uzmanının risk değerlendirmesi ve ortam ölçümleriyle birlikte verilmelidir.

Sistemin çalıştığını göstermenin en güvenilir yolu ölçümdür. Devreye almada her emiş ağzındaki hava hızı ve debi, kanal hızları, filtre fark basıncı ve fanın çalışma noktası kayıt altına alınır. Bu değerler, sonraki periyodik kontrollerde karşılaştırma için referans olur.

Sık yapılan tasarım hataları nelerdir?

• Kanal hızını düşük tutup tozun kanal içinde çökmesine ve zamanla tıkanmaya yol açmak.
• Yeni emiş noktaları ekleyip fanı ve kanal dengesini yeniden hesaplamamak.
• Siklonu ince toz için tek başına kullanıp bacadan toz kaçmasını kabul etmek.
• Filtre fark basıncını izlememek; dolmuş filtre emiş noktalarında debiyi düşürür.
• Toz haznesini düzenli boşaltmamak ve tozu yeniden filtreye çekmek.
• Emilen havanın yerine telafi havası vermemek; bina negatif basınca girer, kapılar zor açılır, emiş zayıflar.

Uygulama örnekleri için endüstriyel duman emme, kaynak dumanı emme ve dökümhane havalandırması sayfalarımıza göz atabilirsiniz.

Kaynaklar ve not

• Tozla Mücadele Yönetmeliği (RG 05.11.2013, sayı 28812)
• Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik (RG 30.04.2013, sayı 28633)
• Sanayi Kaynaklı Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği (RG 03.07.2009, sayı 27277)
• TS EN 14491 – Toz patlamalarına karşı tahliye korunma sistemleri
• ACGIH – Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice for Design

Değerler projede hesapla doğrulanır.

Toz toplama ve proses emiş uygulamaları İstanbul, Kocaeli, Sakarya ve Yalova'da Inovair tarafından yapılır. Tesisinizdeki toz kaynaklarını yerinde değerlendirmek için keşif talebi oluşturabilirsiniz.