(1) Peralatan penghilang debu mekanis meliputi pengumpul debu gravitasi, pengumpul debu inersia, pengumpul debu sentrifugal, dan perangkat sejenis.
(2) Peralatan penghapus debu-penggosok basah mencakup pengumpul debu-mandi air, pengumpul debu jenis-busa, scrubber Venturi, pengumpul debu-film air, dan perangkat serupa.
(3) Peralatan penghilang debu berbasis filtrasi antara lain mencakup filter kantong kain dan filter lapisan granular.
(4) Precipitator elektrostatis.
(5) Peralatan penghilang debu magnetik.
Kekuatan Mekanik
Pengumpul debu inersia adalah perangkat yang memisahkan dan menangkap debu dengan memanfaatkan gaya inersia; hal ini dicapai dengan mengarahkan-gas yang mengandung debu agar bertabrakan dengan sekat atau dengan menyebabkan aliran udara mengalami perubahan arah yang cepat. Pengumpul debu inersia juga disebut sebagai pengumpul debu inert.
Pengumpul debu inersia diklasifikasikan menjadi dua jenis: tipe-tabrakan dan tipe-putar. Yang pertama melibatkan pemasangan satu atau lebih penyekat di sepanjang arah aliran udara; saat gas yang mengandung debu bertabrakan dengan penyekat ini, partikel debu terpisah dari aliran gas. Jelasnya, semakin tinggi kecepatan gas sebelum menabrak penyekat-dan semakin rendah kecepatannya setelah tumbukan-semakin sedikit debu yang ditahan oleh gas, sehingga menghasilkan efisiensi penghilangan debu yang lebih tinggi. Jenis yang terakhir beroperasi dengan menyebabkan gas-yang mengandung debu berubah arah beberapa kali, sehingga memisahkan debu selama proses pembubutan. Semakin kecil jari-jari kelengkungan putaran gas, dan semakin tinggi kecepatan putarannya, semakin besar efisiensi penghilangan debu.
Kinerja pengumpul debu inersia bervariasi tergantung pada desain struktur spesifiknya. Ketika kecepatan gas di dalam peralatan di bawah 10 m/s, kehilangan tekanan biasanya berkisar antara 200 dan 1000 Pa, dan efisiensi penghilangan debu turun antara 50% dan 70%. Dalam penerapan praktisnya, pengumpul debu inersia biasanya ditempatkan sebagai tahap pertama dalam sistem penghilangan debu multi-tahap, yang digunakan untuk memisahkan partikel debu yang lebih kasar. Alat ini sangat-cocok untuk menangkap debu kering dengan ukuran partikel melebihi 10 μm, namun tidak cocok untuk menghilangkan debu yang lengket atau berserat. Pengumpul debu inersia juga dapat digunakan untuk memisahkan tetesan cairan; dalam kasus seperti ini, disarankan kecepatan gas optimal sebesar 1 hingga 2 m/s di dalam peralatan.
Bio-Teknologi Nanofilm
Peralatan penekan debu bio-nanofilm adalah teknologi yang baru-baru ini menjadi terkenal secara internasional. Teknologi ini menggunakan teknologi bio-nanofilm tercanggih yang ada saat ini; dengan menyemprotkan nanofilm BME ke permukaan material, hal ini secara maksimal menghambat pembentukan debu selama tahap produksi dan pemrosesan. Jenis pengendalian debu ini termasuk dalam kategori penindasan debu "pra-emisi"-bertindak *sebelum* debu dilepaskan-yang menawarkan keunggulan signifikan dibandingkan metode penghilangan debu "pasca{7}}produksi" tradisional, sehingga memastikan pengendalian debu yang efektif di seluruh proses produksi material. Setiap debu yang dihasilkan selama operasi penghancuran diaglomerasi menjadi partikel-partikel halus, yang pada akhirnya menjadi bagian dari produk jadi, sehingga meningkatkan hasil sebesar 0,5% hingga 3%. Selain itu, teknologi ini secara efektif memitigasi polusi PM2.5 dan PM10, sepenuhnya mematuhi kebijakan perlindungan lingkungan nasional dan{14}}penghematan energi. Dibandingkan dengan sistem penyaringan basah dan baghouse, peredam debu bio-nanofilm tidak menghasilkan polusi air; bahan kimia yang digunakan tidak menimbulkan dampak buruk terhadap lingkungan dan tidak mengurangi kualitas produk jadi. Hal ini juga memerlukan biaya investasi awal yang lebih rendah. Teknologi ini cocok untuk pengendalian debu di berbagai lingkungan, termasuk pertambangan, lokasi konstruksi, kuari, timbunan material, pelabuhan, pembangkit listrik termal, pabrik baja, dan fasilitas pengolahan limbah. Meskipun peredam debu bio-nanofilm telah diterapkan secara beragam di luar negeri, kini penerapannya juga diterapkan secara bertahap di berbagai provinsi dan kota di Tiongkok.
Penggosokan Basah (Jenis-Semprot)
Peralatan penghilang debu jenis-semprot beroperasi dengan menyemprotkan air menjadi kabut halus melalui nosel yang terletak di dalam pengumpul debu. Saat gas buang yang mengandung debu melewati zona berkabut ini, partikel debu bertabrakan, dicegat oleh, dan menggumpal dengan tetesan air, menyebabkan partikel tersebut keluar dari aliran gas bersama dengan tetesan tersebut.
Peralatan penghilang debu jenis ini memiliki struktur sederhana, hambatan aliran udara rendah, dan pengoperasian yang mudah. Keuntungan yang menonjol adalah, tidak seperti beberapa sistem lainnya, sistem ini tidak memiliki celah sempit atau lubang halus; akibatnya, sistem ini dapat secara efektif mengolah gas buang dengan konsentrasi debu tinggi tanpa tersumbat.
Selain itu, karena tetesan yang disemprotkan relatif kasar, tidak diperlukan nozel kabut halus khusus, sehingga menghasilkan pengoperasian sistem yang lebih andal. Pengumpul debu jenis-semprotan dapat memanfaatkan air yang disirkulasi ulang-menggunakan kembali cairan hingga konsentrasi partikel tersuspensi mencapai tingkat yang sangat tinggi-sehingga sangat menyederhanakan persyaratan untuk fasilitas pengolahan air. Karena alasan ini, peralatan penghilang debu jenis ini tetap menjadi pilihan populer bagi banyak perusahaan industri. Kerugian utamanya mencakup jejak fisik yang relatif besar dan efisiensi yang terbatas dalam menangkap partikel debu yang sangat halus; itu juga membutuhkan sejumlah besar air. Akibatnya, ini paling sering digunakan untuk mengolah gas buang yang ditandai dengan ukuran partikel debu yang besar dan konsentrasi debu yang tinggi. Peralatan penghilang debu jenis semprotan yang umum digunakan diklasifikasikan ke dalam tiga kategori struktural berdasarkan pola aliran gas dan cairan di dalam perangkat:
(1) Jenis semprotan arus co-: Tetesan gas dan cairan mengalir dalam arah yang sama.
(2) Jenis semprotan arus balik: Cairan disemprotkan ke arah yang berlawanan dengan aliran gas.
(3) Jenis semprotan aliran-silang: Cairan disemprotkan dengan arah tegak lurus terhadap aliran gas.
Penghilang Debu Semprotan yang Dikabutkan
Penghilang debu semprotan yang diatomisasi mengatasi kekurangan yang biasanya terkait dengan-peralatan penghilang debu jenis semprotan-tradisional yaitu, ukuran fisiknya yang besar, efisiensi penghilangan debu yang rendah, dan konsumsi air yang tinggi-sehingga meningkatkan efektivitas penghilangan debu secara signifikan.
Prinsip Teknis Sistem
Sistem ini beroperasi dengan memanfaatkan kombinasi pengendapan gravitasi dan penekan debu-kabut air. Cairan dan gas dialirkan di bawah tekanan ke rakitan nosel; di dalam kepala nosel, cairan dan gas bercampur untuk menghasilkan tetesan teratomisasi halus yang kemudian dikeluarkan dari lubang nosel. Proses ini menghasilkan partikel kabut air yang sangat halus-dengan diameter mulai dari 1 μm hingga 10 μm-yang secara efektif menyerap partikel debu yang tersuspensi di udara. Tetesan-yang sarat debu ini dengan cepat menggumpal menjadi partikel lebih besar yang, di bawah pengaruh gravitasi, mengendap di aliran udara, sehingga mencapai tujuan pengurangan debu dan perbaikan lingkungan.
Sistem ini memiliki kemampuan kontrol atomisasi yang sangat baik; dengan menyesuaikan tekanan aliran gas dan cairan, unit atomisasi dapat disempurnakan-untuk mencapai rasio aliran gas-terhadap-cair yang ideal, sehingga memastikan dihasilkannya semprotan yang terdiri dari tetesan yang sangat halus.
Pengendap Elektrostatis (ESP)
Pengendap elektrostatis (ESP) adalah peralatan bantu penting untuk pembangkit listrik tenaga panas. Fungsi utamanya adalah menghilangkan materi partikulat (abu terbang) dari gas buang yang dikeluarkan oleh boiler berbahan bakar batubara-atau berbahan bakar minyak-, sehingga secara drastis mengurangi volume emisi partikulat yang dilepaskan ke atmosfer. Oleh karena itu, peralatan ini merupakan bagian penting dari peralatan perlindungan lingkungan untuk mengurangi polusi dan meningkatkan kualitas udara. Prinsip operasinya adalah sebagai berikut: ketika gas buang melewati saluran menuju badan utama ESP, materi partikulat dalam aliran gas memperoleh muatan listrik positif. Gas buang kemudian memasuki ruang ESP, yang dilengkapi dengan beberapa lapisan pelat katoda bermuatan negatif.
Karena tarikan elektrostatik antara partikel debu bermuatan positif dan pelat katoda bermuatan negatif, partikel dalam gas buang menempel pada katoda. Secara berkala, pelat katoda diketuk atau digetarkan secara mekanis; tindakan ini-didorong oleh gabungan gaya gravitasi dan getaran-menyebabkan lapisan debu yang terakumulasi (setelah mencapai ketebalan tertentu) terlepas dan jatuh ke dalam wadah abu yang terletak di bawah struktur ESP, sehingga berhasil menghilangkan materi partikulat dari aliran gas buang. Mengingat pembangkit listrik termal biasanya menggunakan-unit pembangkit berkapasitas besar-seperti unit 600 MW, yang mengonsumsi sekitar 180 ton batu bara per jam-volume gas buang dan debu yang dihasilkan sangatlah besar. Oleh karena itu, alat pengendap elektrostatik (electrostatic precipitator/ESP) yang digunakan untuk menangani emisi ini mempunyai skala yang sangat besar. Badan struktur utama ESP pembangkit listrik tenaga termal pada umumnya memiliki tapak penampang sekitar 25–40 meter kali 10–15 meter. Jika memperhitungkan ketinggian hopper abu sebesar 6{20}}meter, serta ruang vertikal yang diperlukan untuk aliran gas buang, tinggi keseluruhan unit ESP sering kali melebihi 35 meter. Untuk struktur baja kolosal seperti itu, analisis desain harus mencakup tidak hanya penilaian statis dan dinamis berdasarkan berat sendiri, beban debu, beban angin, dan beban seismik, namun juga evaluasi menyeluruh terhadap stabilitas struktur secara keseluruhan.
Bagian utama ESP adalah struktur baja, seluruhnya dibuat dari profil baja struktural yang dilas. Bagian luarnya dilapisi dengan "kulit" (terpal baja tipis) dan bahan isolasi termal untuk memudahkan kemudahan desain, fabrikasi, dan pemasangan. Desain struktural menggunakan konfigurasi berlapis: setiap "irisan" vertikal terdiri dari kerangka yang terdiri dari beberapa balok utama, dengan irisan yang berdekatan dihubungkan oleh balok-balok memanjang yang besar. Untuk mengakomodasi pemasangan lapisan kelongsong dan insulasi, balok sekunder dilas di antara balok utama. Mengingat besarnya struktur ini, mencoba memodelkan setiap titik koneksi fisik dalam perangkat lunak desain akan menghasilkan beban kerja yang tidak dapat dikelola dan jumlah elemen yang terlalu tinggi.
Sesuai dengan persyaratan desain teknik aktual dan desain struktural spesifik bodi utama ESP, bidang penyelidikan utama meliputi kekuatan struktural, stabilitas struktural keseluruhan, dan perpindahan maksimum balok utama yang bertanggung jawab untuk menahan pelat katoda. Untuk wilayah lokal tertentu, analisis berfokus pada penilaian kerusakan kelelahan pada sambungan antara pelat katoda dan balok utama-yang diakibatkan oleh paparan mekanis berkala dalam waktu lama-serta menentukan frekuensi optimal untuk menghilangkan akumulasi debu dari pelat katoda. Selain itu, analisis ini membahas pilihan desain optimal mengenai sambungan antara kelongsong struktural (pelat tipis) dan balok utama/sekunder dalam kondisi pembebanan angin, serta keseimbangan kekakuan yang sesuai antara komponen-komponen ini.
