Welkom bij

---

Luchtfiltratie - Ontstoffingsfilters

Gebruik van filters in bulkvaststoffenverwerking: ontwerp en bediening van filters

Industriële lucht-vaststofscheiding, ontstoffing

Vraag of opmerking? Neem contact met ons op via admin@powderprocess.net

---

Sectiesamenvatting
1. Inleiding
2. Ontwerp
3. Prestaties
4. Belangrijke ontwerpoverwegingen
5. Veelvoorkomende problemen met luchtfilters

---

1. Inleiding

Ontstoffingsfilters moeten in poederverwerkende systemen worden geplaatst op elke locatie waar een luchtuitwisseling tussen het proces en de omgeving moet plaatsvinden. Zij maken het mogelijk om:

• Verontreiniging van het product met stof of ander vreemd materiaal te voorkomen wanneer lucht uit de omgeving wordt aangezogen (luchtinlaat)

• Afgifte van stof aan de omgeving te voorkomen wanneer lucht moet worden afgevoerd. Dit is noodzakelijk om juridische redenen, maar ook om een veilige en stofvrije werkomgeving te garanderen en om economische redenen, aangezien het behoud van materialen in het proces verlies van verkoopbaar materiaal vermindert.

Filters kunnen passief zijn (zonder reinigingssysteem) of actief (met automatisch reinigingssysteem, zoals pulse-jetfilters), afhankelijk van hun plaats in het proces en het doel waarvoor ze worden gebruikt.

In bulkvaststoffenverwerkingsprocessen zijn de typische toepassingen als volgt:

• Pneumatische transport filters geplaatst aan het begin van de transportleiding (om verontreiniging in het proces te voorkomen) en aan het einde, in cycloonfilters

• Ontluchtingsfilters om luchtontstoffing uit te voeren van de verplaatste lucht bij het vullen van trechters bijvoorbeeld

• In stofafscheiders, bijvoorbeeld bij een spray-droogproces, zullen dergelijke industriële ontstoffingsfilters hoge emissies in de atmosfeer voorkomen en de economie van het proces verbeteren door het opgevangen poeder te recyclen

• In luchtbehandelingsunits

Figuur 1: voorbeeld van typen en locaties van luchtfilters in een bulkverwerkingsproces

2. Ontwerp van ontstoffingsfilters

Filters worden commercieel geproduceerd in de vorm van zakfilters (zakfilterhuizen), waarbij het materiaal op stof lijkt, of als cartridges, waarbij het materiaal hier stijver is.

Filters bereiken meestal een hoge graad van scheiding door het product zelf te gebruiken als filtermedium. Het filter houdt namelijk het poeder tegen, dat een fijne laag vormt over het filter. Deze fijne laag maakt een hoge graad van filtratie mogelijk.

Het laten aangroeien van deze productlaag leidt echter tot verstopping van de luchtstroom en een toename van de drukval over het filter. Het is daarom noodzakelijk om het filter met regelmatige tussenpozen te reinigen. Tegenwoordig wordt een dergelijke reiniging uitgevoerd door middel van een tegenstroominjectie van perslucht (of een ander gas als lucht niet is toegestaan). Deze filters worden pulse-jetfilters genoemd. De luchtstoot zorgt ervoor dat het op het filter opgehoopte product terugvalt in de ontvanger, waardoor de door het filter gegenereerde drukval afneemt. Andere ontwerpen om de grootte van de productkoek te verminderen, zijn trilfilters en filters met omgekeerde luchtstroom; deze processen kunnen echter niet continu worden toegepast. Het is noodzakelijk om het proces te stoppen, het filter te reinigen en opnieuw te starten, daarom zijn pulse-jetfilters zeer populair geworden.

Om een dergelijke terugspoeling uit te voeren, is een sterke (om het materiaal te laten vallen), maar korte luchtstroom vereist (om het transportproces niet te verstoren). Een luchtreservoir wordt vlak bij het filter geïnstalleerd en een spuitmond uitgerust met een elektroklep wordt voor elke zak gemonteerd. Wanneer het filter gereinigd moet worden, openen de elektrokleppen en ontlaadt het reservoir de lucht. De gebruikelijke druk in het reservoir ligt tussen 3-4 barg.

Er zijn 2 verschillende ontwerpen voor industriële luchtfiltratie in poederverwerkende industrieën. Het systeem kan gecentraliseerd en extern zijn, met een enkel zakfilterhuis uitgerust met een ventilator die lucht en stof van verschillende apparaten via een leidingennetwerk zuigt en naar de industriële stofafscheiders transporteert (dit kan de voorkeur hebben in industrieën zoals chemie, hout, cement, kunststoffen), of lokaal met kleine filters die direct op de ontluchtingsopeningen van ontvangers en andere trechters zijn geïntegreerd (dit heeft de voorkeur in voedingsmiddelen-, zuivel- en farmaceutische industrieën - zie figuur 1 hierboven).

3. Prestaties van ontstoffingsfilters

De sleutelprestatieparameter om een filter correct te dimensioneren, is de drukval die over het filter zal optreden. Het moet worden opgemerkt dat de drukval eigenlijk bestaat uit de drukval over het filterweefsel + de drukval over de koek van product die zich op het filter heeft afgezet.

Deze drukval is eigenlijk een functie van de filtratiesnelheid, die vaak wordt uitgedrukt in m/s. Als de drukval te hoog is, is het noodzakelijk om zakfilters toe te voegen, aangezien het oppervlak toeneemt, de filtratiesnelheid afneemt en daardoor de drukval vermindert. Typische filtratiesnelheden voor filters met terugspoeling (pulse-jet) liggen tussen 0,01 en 0,075 m/s.

Deze orde van grootte maakt het mogelijk om het filtratieoppervlak te berekenen. Bijvoorbeeld, als u een pneumatische transportleiding van 500 m^³/h heeft met een ontvanger uitgerust met een pulse-jetfilter, kunt u de benodigde filtratieoppervlakte schatten als A=500(m ³^{/h)/(144(m/h))=3,5m}²^{In de praktijk is het noodzakelijk om een gespecialiseerd bedrijf in filtratie of pneumatisch transport in te schakelen om het filter te dimensioneren,}

maar de eenvoudige ordes van grootte hierboven zijn nuttig om een bestaand ontwerp of een voorstel te controleren.

4. Belangrijke ontwerpoverwegingen

De terugspoeling van het stoffilter kan worden geactiveerd op basis van de drukval of op tijdsintervallen. Zelfs als het op tijdsintervallen is gebaseerd, is het verstandig om een differentiaaldrukmeter op de stofafscheider te installeren om de staat van het filter te beoordelen.

Stoffiltersystemen kunnen een bron van contaminatie zijn als het filter geen zelfstandige, externe unit is, maar geïntegreerd in het proces als bijvoorbeeld een ontluchtingsfilter. Omdat een deel van het product tijdens het reinigingsproces terugvalt in de productstroom: voor gevoelige producten moeten verschillende sets zakken worden gebruikt. In dit geval is een filterhuisontwerp dat snelle toegang en wisseling van zakfilters mogelijk maakt, noodzakelijk.

5. Veelvoorkomende problemen met luchtfilters

Luchtfilters zijn over het algemeen betrouwbare apparatuur, maar een aantal problemen kan correcties vereisen:

Tabel 1: veelvoorkomende problemen met luchtfiltratie

Probleem	Oorzaak en actie
Overdruk tijdens pneumatisch transport	Het in de ontvanger geïnstalleerde filter kan te klein zijn - controleer de filtergrootte Het filter geïnstalleerd bij de ontvangst van de pneumatische transportleiding kan vuil en verstopt zijn - controleer de reinigingssequentie, luchtdruk en frequentie
Poederlekkage door het filter	Het filter kan beschadigd zijn of niet correct geïnstalleerd - controleer het filter en repareer Het filter kan van een onjuist type zijn met betrekking tot filtratie
Te hoog luchtverbruik voor pulsjetfilters	Onjuiste instellingen voor pulsjetreiniging - controleer de luchtdruk, de frequentie en of er geen lekkages zijn bij de solenoïdekleppen op het spoelsysteem van het filter