Siklonlar / Ön Tutucu Siklon Filtre

Siklon Filtre Nedir?

Siklon filtre, gövde içinde oluşturulan dönme hareketiyle partikülü havadan ayıran mekanik bir ayırıcıdır. İçinde torba, kartuş ya da benzeri bir süzme elemanı bulunmaz. Ayırma işini tamamen akışın geometrisi yapar.

Sektörde siklon, filtre siklon ve siklon toz ayırıcı adlarıyla da anılır ve üçü de aynı ekipmanı tanımlar. Siklon toz ayırıcı tanımı ayrıştırma işlevinin öne çıktığı proses uygulamalarında kullanılır. Ön tutucu siklon ifadesi ise ünitenin bir torbalı ya da kartuşlu filtrenin önünde çalıştığı durumları anlatır.

Siklonun asıl gücü iri ve ağır partikülde ortaya çıkar. Talaş, kum, cüruf ve granül gibi tozlarda yüksek verimle çalışır. Solunabilir boyuttaki ince tozda ise tek başına yeterli değildir ve arkasında ikinci bir filtreleme kademesi gerekir.

Siklon Filtre Çalışma Prensibi

Tozlu hava gövdeye teğetsel bir girişten girer ve silindirik gövde ile koni boyunca aşağı doğru dönen bir sarmal oluşturur. Partikül kütlesi nedeniyle bu dönüşü izleyemez. Merkezkaç kuvvetiyle dış duvara savrulur ve duvara sürtünerek aşağı iner.

Duvar boyunca inen toz koninin altındaki hazneye düşer. Temizlenen hava ise gövdenin merkezinde yukarı yönlü ikinci bir sarmal oluşturur ve üstteki çıkış borusundan sistemi terk eder. Bu iki sarmalın düzgün oluşması, siklonun verimini belirler.

Gövdede hareketli parça bulunmadığı için siklon arızaya az açık bir ekipmandır ve kesintisiz çalışan hatlarda durmadan görev yapar. Verimini bozan etkenler genellikle dışarıdan gelir: koni altından giren kaçak hava, dolan hazne ya da tasarımdan farklı bir debi.

Siklon Filtre Çeşitleri Nelerdir?

Siklonlar gövde sayısına ve hattaki görevine göre ayrılır. Aşağıdaki tablo üç yaygın kurgunun birbirinden nerede ayrıldığını gösterir.

Ön tutucu siklonlar

Ön tutucu siklon, jet pulse torbalı filtre ya da jet pulse kartuş filtre ünitesinin hemen önüne konumlandırılır. İri ve ağır partikülü burada tutarak ana filtreye ulaşan toz yükünü azaltır.

Bunun karşılığı torba ve kartuş değişim aralığının uzamasıdır. Ana ünite daha az yüklendiği için temizleme çevrimi seyrekleşir ve basınçlı hava tüketimi düşer. Aşındırıcı tozda ise torbaların iri taneyle aşınması önlenir. Dökümhane ve çimento hatlarında bu yapı en sık kullanılan kurgudur.

Tekli siklon filtreler

Tekli siklon, tek gövdeden oluşan en yalın çözümdür. Talaş, kıymık ve granül gibi iri taneli tozda tek başına yeterli verim sağlar. Toplanan malzeme kuru ve temiz kaldığı için çoğu tesiste doğrudan üretime geri beslenir. Gövde çapı büyük tutulduğundan tıkanma riski de düşük kalır.

Multi siklon filtreler

Multi siklon, ortak bir gövde içine yerleştirilmiş çok sayıda küçük çaplı siklondan oluşur. Çap küçüldükçe dönme hızı ve merkezkaç kuvveti arttığı için daha ince partikül yakalanır. Yüksek debili çimento ve enerji tesislerinde tercih edilir. Tek gövdeli üniteye göre daha yüksek basınç kaybı yaratır ve bu fark fan seçiminde hesaba katılır.

Siklon Filtre Teknik Özellikleri ve Tasarımı

Siklon tasarımı katalogdan seçimle değil, tesisin kendi verisiyle yapılır. Gövde ölçüleri birbirine bağlıdır ve biri değiştiğinde verim ile basınç kaybı da değişir. Aşağıdaki tablo tasarımı belirleyen başlıkları özetler.

Hava debisi ve giriş hızı

Tasarımın ilk girdisi saatlik hava debisidir. Bu değer emiş noktalarının toplamından gelir ve gövde kesitini doğrudan belirler. Teğetsel giriş hızı da aynı ölçüde belirleyicidir. Hız düşük kaldığında dönme yeterince güçlü olmaz ve partikül havayla birlikte çıkışa taşınır. Aşırı yüksek hız ise basınç kaybını ve duvar aşınmasını artırır.

Partikül boyutu ve toz yoğunluğu

Siklonun yakalayabileceği en küçük partikül gövde çapına ve tozun yoğunluğuna bağlıdır. Ağır partikül daha kolay savrulduğu için aynı gövdede daha yüksek verimle tutulur. Hafif ve ince tozda ya gövde çapı küçültülür ya da arkasına ikinci bir kademe eklenir. Numune analizi bu kararın tahminle değil veriyle verilmesini sağlar.

Boyutlandırma ve basınç kaybı

Çap küçüldükçe verim yükselir ancak basınç kaybı da artar. Siklon hesabı bu iki değer arasında tesisin kabul edebileceği dengeyi bulmak üzere yürütülür. Sonuç, endüstriyel fan seçimine girdi olur.

Siklon Filtrenin Avantajları ve Sınırları

Siklon yalın yapısı sayesinde hem yatırım hem işletme tarafında kazandırır. Öne çıkan yanları şunlardır:

• Sarf gideri yok: Değiştirilecek torba ya da kartuş bulunmaz.
• Arızaya az açık: Gövde içinde hareketli parça yer almaz.
• Sıcak gaza uygun: Filtre kumaşı sınırı yoktur, sınırı gövde malzemesi belirler.
• Geri kazanım: Tutulan malzeme temiz ve kuru kaldığı için yeniden kullanılabilir.
• Uzun ömür: Aşınma plakası yenilendiğinde gövde uzun yıllar çalışır.

Sınırı ise ince tozdadır. Siklon solunabilir boyuttaki partikülün tamamını tutmaz ve çoğu tesiste bacadaki emisyon sınırını tek başına sağlayamaz. Bu yüzden ince toz taşıyan hatlarda siklon ön kademe olarak kalır, asıl tutma işini torbalı ya da kartuşlu filtre yapar. Yapışkan ve nemli tozda gövde iç yüzeyinde birikme olabileceği de baştan değerlendirilir.

Siklon Filtre Seçerken Nelere Dikkat Edilmelidir?

Seçimin başlangıç noktası tozun numunesidir. Partikül dağılımı bilinmeden hangi gövde çapının yeterli olacağı tahminle belirlenir ve bu da sahada beklenen verimi vermeyebilir.

• Siklonun görevi: Tek başına çalışacak bir ünite ile ana filtrenin önüne konacak ön tutucu farklı kriterlerle boyutlandırılır.
• Aşındırıcılık: Kum, cüruf ve mineral tozunda giriş ağzı ve koniye aşınma plakası konur.
• Sıcaklık ve nem: Gövde malzemesini ve yalıtım ihtiyacını belirler. Nemli tozda yapışma riski değerlendirilir.
• Kıvılcım: Taşlama ve metal işlemede kıvılcım taşıyan tozda siklon kıvılcımı kuru filtreden uzak tutar. Kıvılcım yoğunsa sulu filtre ile karşılaştırma yapılır.
• Boşaltma: Hazne altındaki hava kilidi rotary valf hem tozu boşaltır hem koni altından kaçak hava girişini önler.

Siklon Filtre İmalatı ve Projelendirme Süreci

Süreç tesiste ölçümle başlar. Emiş noktaları, çalışma sıcaklığı ve toz numunesi alınarak hattın gerçek ihtiyacı çıkarılır. Mevcut bir hatta ekleme yapılacaksa kanal güzergâhı ile mevcut fanın debi ve basınç bilgisi de bu aşamada kaydedilir.

İkinci aşamada boyutlandırma ve teknik resim hazırlanır, gövde sac kalınlığı ile aşınmaya maruz yüzeylerin malzemesi burada belirlenir. Siklon imalatı onay sonrasında FLTS atölyesinde yapılır. Kaynak dikişleri sızdırmazlık açısından kontrol edilir, çünkü gövdedeki küçük bir kaçak bile iç akışı bozar. Ünite, montaja hazır olarak sahaya gönderilir.

Siklon Filtrelerde Bakım ve Kontrol

Siklonun bakım yükü düşüktür, ancak ihmal edildiğinde verimi hızla düşer. Düzenli kontrol listesi şu başlıklardan oluşur:

• Toz haznesinin dolmadan boşaltılması ve rotary valfin çalışması
• Koni altı ve flanşlarda kaçak hava olup olmadığı
• Giriş ağzı ve koni iç yüzeyindeki aşınma
• Gövde giriş ve çıkışı arasındaki basınç farkı

Dolan hazne ya da tıkanan rotary valf ayırma işlemini doğrudan durdurur. Koni altından giren kaçak hava ise yukarı yönlü akışı bozar ve tutulmuş tozu yeniden havaya karıştırır. Bu kontroller aksatılmadığında siklon uzun yıllar tasarım verimiyle çalışır.

Siklon Filtre Fiyatlarını Belirleyen Etkenler

Siklon filtre fiyatları projeye göre belirlenir, hazır bir liste üzerinden verilmez. Debi, gövde çapı, sac kalınlığı, malzeme cinsi ve aşınma plakası kullanımı bedeli oluşturan ana kalemlerdir. Hazne altındaki boşaltma düzeni, taşıyıcı helezon gibi nakil ekipmanı, sahaya montaj ve kanal bağlantısı ayrıca değerlendirilir.

Multi siklon kurgusu tek gövdeli bir üniteden daha yüksek bedellidir, buna karşılık ince partikülde sağladığı verim ana filtrenin sarf giderini düşürür. Değerlendirmede yalnız ilk yatırım değil, siklonun ana filtreye kazandırdığı torba ömrü ve basınçlı hava tasarrufu da hesaba katılır.