Welkom bij

---

Industriële Luchtfilters

Zakfilters en cartridges voor luchtontstoffing tijdens pneumatisch transport

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

---

Sectie samenvatting
1. Inleiding
2. Ontwerp van ontstoffingsfilters
3. Prestaties van ontstoffingsfilters
4. Belangrijke ontwerpoverwegingen
5. Veiligheid van filters, preventie van stofexplosies
6. Fabrikanten van zakfilters

---

1. Inleiding

Ontstoffingsfilters moeten in poederverwerkende systemen worden geplaatst op elke locatie waar een luchtuitwisseling tussen het proces en de omgeving plaatsvindt. Industriële luchtfilters maken het volgende mogelijk:

• Vermijden van productverontreiniging met stof of ander vreemd materiaal wanneer lucht uit de omgeving wordt aangezogen

• Voorkomen van stofemissie naar de omgeving wanneer lucht moet worden afgevoerd. Dit is noodzakelijk om aan wettelijke vereisten te voldoen, maar ook om een veilige en stofvrije werkomgeving te garanderen.

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

Figuur 1: Posities van filters in een typische pneumatische transportlijn

In bulk-solids-verwerkingsprocessen zijn de typische toepassingen als volgt:

• Pneumatisch transport filters geplaatst aan het begin van de transportlijn (om verontreiniging van het proces te voorkomen) en aan het einde, in cycloonfilters
• Ontluchtingsfilters voor luchtontstoffing, bijvoorbeeld bij het vullen van trechters
• In stofafscheiders, bijvoorbeeld bij een spray-droogproces, voorkomen dergelijke industriële ontstoffingsfilterzakken hoge emissies in de atmosfeer en verbeteren ze de economie van het proces door het afgevangen poeder te recyclen.
• In luchtbehandelingsunits

2. Ontwerp van ontstoffingsfilters

Filters worden commercieel geproduceerd in de vorm van zakfilters, waarbij het materiaal op textiel lijkt, of als cartridges, waarbij het materiaal stijver is. Zeer kleine filters kunnen slechts één zakfilter of cartridge bevatten, maar meestal zijn er meerdere filters ondergebracht in een behuizing (zakfilterbehuizing).

Filters bereiken doorgaans een hoge graad van scheiding door het product zelf als filtermedium te gebruiken. Het filter houdt namelijk het poeder vast, dat een fijne laag op het filter vormt. Deze fijne laag zorgt voor een hoge filtratiegraad.

Figuur 2: Werkingsprincipe van een pulse-jetfilter

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 het filter met regelmatige tussenpozen te reinigen.Tegenwoordig wordt een dergelijke reiniging uitgevoerd door middel van een tegenstroominjectie van perslucht (of een ander gas, indien lucht niet is toegestaan). Deze filters worden pulse-jetfiltersgenoemd. De gaspuls zorgt ervoor dat het op de zakfilter of cartridge afgezette product terugvalt in de ontvanger, waardoor de door het filter gegenereerde drukval afneemt. Andere zakfiltersystemen, zoals trilfilters en omgekeerde-luchtstroomfilters, verminderen eveneens de grootte van de productkoek. Deze systemen kunnen echter niet continu worden gebruikt; het proces moet worden stopgezet, het filter gereinigd en vervolgens opnieuw worden opgestart. Daarom zijn pulse-jetfilters zeer populair geworden.

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

3. Prestaties van ontstoffingsfilters

Hoe berekent u de afmetingen van filters?

De sleutelprestatieparameter voor het correct dimensioneren van een filter is de drukval die over het filter zal optreden. Het is belangrijk op te merken dat deze drukval bestaat uit de drukval over het filterweefsel (die afhankelijk is van de efficiëntie van het filter) + de drukval over de productkoek die zich op het filter heeft afgezet.

Deze drukval is een functie van de filtratiesnelheid, die vaak in m/s wordt uitgedrukt. Indien de drukval te hoog is, moeten extra zakfilters worden toegevoegd. Door het oppervlak te vergroten, neemt de filtratiesnelheid af, wat 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 het filtratieoppervlak te berekenen. Bijvoorbeeld: bij een pneumatische transportlijn van 500 m^³/h met een ontvanger uitgerust met een pulse-jetfilter, kan het benodigde filtratieoppervlak worden geschat als A = 500 (m with a receiver equipped with pulse jet filter, you can estimate the need of filtration area as A=500(m^³/h) / (144 m/h) = 3,5 m^²

Naast de filtratiesnelheid (ook wel "lucht-doek-verhouding" genoemd), moeten twee andere snelheden worden berekend: de interstitiële snelheid en de behuizingsnelheid. Interstitiële snelheid van filters:

dit is de opwaartse gasstroomsnelheid tussen de zakfilters. Deze wordt berekend door de luchtstroom in m ³^{/h te delen door (het dwarsdoorsnedeoppervlak van de filterbox minus het oppervlak van de zakken = open oppervlak tussen de zakken). Deze snelheid moet doorgaans lager zijn dan 1,5 m/s (of 300 ft/min). Het is belangrijk dat de interstitiële snelheid niet te hoog is, anders zal het stof dat van de zakken valt tijdens een reinigingscyclus niet in de trechter vallen, maar direct teruggevoerd worden naar het filter. Opgemerkt moet worden dat de interstitiële snelheid soms wordt verward met de behuizingsnelheid.}/h by (the cross sectional area of the filter box minus - the bag area = open area in between bags). It should be typically below 1.5 m/s (or 300 fpm). It is important the interstitial velocity is not too high otherwise the dust that falls down from the bags when a cleaning cycle is done will not fall down to the hopper but be carried back straight away to the filter. To be noted that sometimes interstitial velocity is confused with can velocity.

Behuizingsnelheid van filters: dit is de opwaartse gasstroomsnelheid direct voor de zakfilters. Deze is dus lager dan de interstitiële snelheid. Deze wordt berekend door de luchtstroom in m³ door het dwarsdoorsnede-oppervlak van de filterkast. De snelheid, als interstitiële snelheid, mag niet te hoog zijn om te voorkomen dat stof dat van de zak is gereinigd onmiddellijk weer wordt meegevoerd door de opwaartse luchtstroom.

In de praktijk is het noodzakelijk een gespecialiseerd bedrijf in filtratie of pneumatisch transport te raadplegen voor het dimensioneren van het filter, maar de bovengenoemde eenvoudige orde van grootte is nuttig om een bestaand ontwerp of een voorstel te controleren.

4. Belangrijke ontwerpoverwegingen

De terugspoeling van het filter kan worden geïnitieerd op basis van de drukval of op tijdsgebaseerde intervallen. Zelfs bij tijdsgebaseerde terugspoeling is het raadzaam een differentiaaldrukmeter te gebruiken om de staat van het filter te beoordelen.

Filters kunnen een bron van contaminatie zijn, aangezien een deel van het product tijdens het reinigingsproces terugvalt in de productstroom: voor gevoelige producten moeten verschillende sets filterzakken worden gebruikt. In dit geval is een filterkastontwerp dat snelle toegang en eenvoudige wisseling van de filterzakken mogelijk maakt, essentieel.

5. Veiligheid van filters: stofexplosie preventie

Filters zijn in het verleden de oorzaak geweest van meerdere stofexplosies, met name wanneer ze worden gebruikt in pneumatisch transport. Filters kunnen namelijk statische elektriciteit opbouwen door de lucht- en materiaalstroom; als ze niet correct zijn geaard, zal deze statische elektriciteit van tijd tot tijd ontladen, van het filter naar een ander onderdeel van de installatie, meestal het chassis waarop het filtermedium is gemonteerd. Tijdens de ontlading ontstaat een vonk en als er een stofwolk aanwezig is binnen de explosiegrensconcentraties , kan er een explosie optreden.

Om dit risico te voorkomen, moeten het filter en de ondersteunende constructie gecertificeerd zijn voor gebruik in gebieden waar stof aanwezig is (ATEX-zone volgens de Europese regelgeving). Het chassis dat het filtermedium ondersteunt moet geaard zijn en de filterzak of -cartridge moet óf geleidend zijn, waarbij een aardingskabel moet worden geïnstalleerd, óf een lage doorslagspanning hebben en geschikt zijn voor gebruik in explosieve stofatmosferen. Elektrische continuïteit moet worden gegarandeerd.

Het is een veiligheidseis om de stofexplosie-zone-indeling waarin het filter zal functioneren te beoordelen, apparatuur te selecteren die voor deze zone is gecertificeerd, en door middel van strikt onderhoud te waarborgen dat het systeem in de loop der tijd voldoet aan de specificaties van de fabrikant (met name dat alle aardingskabels zijn aangesloten en dat het filtermedium overeenkomt met het ontwerp).

Raadpleeg de *Process Safety Handbook* voor meer informatie over preventie en mitigatie van stofexplosies.

6. Fabrikanten van zakfilters

Filters, of cartridges, spelen tegenwoordig een cruciale rol bij het waarborgen van de naleving door een fabrieksoperator op het gebied van stofemissies, productbeheersing en stofexplosieveiligheid. De keuze voor een gerenommeerde fabrikant is daarom van essentieel belang. Het aanschaffen van goedkope filters van een onbekend bedrijf kan zeer kostbare gevolgen hebben als het filtermedium scheurt, als de filtratie-efficiëntie niet aan de verwachtingen voldoet, of als de drukval hoger is dan ontworpen (met impact op de prestaties).

Men dient altijd leveranciers met jarenlange ervaring te benaderen, hen te interviewen, vragen te stellen op basis van de informatie op deze pagina, en de fabrikant te selecteren die de beste kennis-prijsverhouding biedt.