Autor: Mark Belcher, menedżer działu inżynierii filtracji firmy Donaldson Torit
Wstępne powlekanie filtrów to praktyka polegająca na celowym ładowaniu porowatej warstwy cząstek stałych na materiał filtracyjny w kolektorze pyłu w celu poprawy niektórych aspektów działania. Z powodów omówionych poniżej, wstępne powlekanie jest czasami uważane za korzystne w przypadku plisowanych filtrów z wkładem, ale może nie być najlepszym wyborem dla wielu zastosowań.
Istnieją dwie podstawowe przyczyny, dla których należy rozważyć wstępne powlekanie nowych czystych mediów filtracyjnych. Przed rozważeniem ewentualnego zastosowania powłoki wstępnej należy zrozumieć jej różnice i wpływ, w tym sposób, w jaki pojedyncze zastosowanie powłoki wstępnej może być rozwiązaniem tylko tymczasowym.
Powłoka wstępna dla wyższej skuteczności początkowej
Wstępne powlekanie jest często sugerowane jako sposób na zwiększenie początkowej skuteczności mediów filtracyjnych o niższej wydajności. Nowe, nieużywane filtry z celulozy lub mieszanki celulozowo-syntetycznej często oferują początkową skuteczność wynoszącą zaledwie 30% dla cząstek submikronowych (na podstawie testu ASHRAE 52.2). Skuteczność filtracji poprawia się stopniowo w miarę osadzania się pyłu na medium (podczas jego obciążania), ale ten wzrost skuteczności można przyspieszyć za pomocą wstępnego powlekania. Gdy powłoka wstępna tworzy warstwę cząstek stałych na powierzchni medium filtracyjnego, działa ona jako filtr wstępny, wychwytując cząstki submikronowe i inne ze strumienia powietrza, zanim wnikną one do medium filtracyjnego, dzięki czemu poprawia się ogólna skuteczność filtra.
Dostawcy powłok wstępnych często sugerują nakładanie materiału do wstępnego powlekania w ilości od zaledwie 0,5 funta (lub 227 gramów) powłoki wstępnej na filtr z wkładem do 2,5 funta (lub 1134 gramów) powłoki wstępnej na filtr. Warto zauważyć, że chociaż dodanie powłoki wstępnej do filtra może zwiększyć skuteczność początkową, oznacza to również zwiększenie ograniczenia przepływu powietrza przez filtr. W zależności od rodzaju i ilości powłoki wstępnej ten wzrost ograniczenia przepływu przez filtr może stać się bardzo znaczący, a wzrost spadku ciśnienia będzie wymagał więcej energii do przemieszczania powietrza. Ponadto występują koszty związane z nakładaniem powłoki wstępnej, a także z usuwaniem wtórnego strumienia odpadów.
Wstępnie powlekane media filtracyjne dla zwiększenia wydajności filtracji to rozwiązanie tylko tymczasowe. Kolektory z wkładem zwykle wydłużają żywotność filtra za pomocą impulsów czyszczących sprężonym powietrzem, aby okresowo usuwać nagromadzone „bryły pyłu” z powierzchni mediów filtracyjnych. Kiedy wkłady są czyszczone impulsowo, z powierzchni mediów wybijane i usuwane są znaczne ilości zebranych cząstek stałych i materiałów do powlekania wstępnego. Media uprzednio pokryte powłoką wstępną zaczynają się zachowywać bardziej jak niepoddane obróbce media filtracyjne. Skuteczność dostosowuje się odpowiednio, ponieważ media filtracyjne są narażone na drobne cząsteczki, które mogą wnikać do medium i przechodzić przez nie.
Powłoka wstępna dla dłuższej żywotności
Koniec okresu eksploatacji mediów filtracyjnych ma miejsce, gdy spadek ciśnienia w mediach filtracyjnych staje się na tyle wystarczająco wysoki, aby znacznie ograniczyć przepływ powietrza lub wzrost kosztów energii w celu zasilania wentylatora dla pokonania zwiększonego oporu osiąga taki poziom, że kontynuowanie pracy wentylatora z zatkanymi filtrami staje się niepraktyczne. Ogólna logika uzasadniająca twierdzenie o przedłużaniu żywotności filtra przez wstępne powlekanie zależy od założenia, że wstępne powlekanie minimalizuje ilość małych cząstek wnikających w głębokość medium filtracyjnego (minimalizując szybkość zatykania się mediów). Założenie to może być uzasadnione bezpośrednio po nałożeniu materiału do powlekania wstępnego, ponieważ materiał do powlekania wstępnego działa jak bariera dla mniejszych cząstek przedostających się do rzeczywistych mediów. Jednak, jak omówiono wcześniej, każde impulsowe czyszczenie medium filtracyjnego przerywa tę barierę, a ponieważ wstępna powłoka jest usuwana przy każdym czyszczeniu impulsowym, jej zalety są również usuwane. Po zakłóceniu i utracie powłoki wstępnej podczas czyszczenia impulsowego filtry zaczynają się obciążać tak jak filtry niepoddane obróbce, a spadek ciśnienia roboczego ponownie zaczyna odpowiednio wzrastać, gdy media zaczynają się zatykać — patrz rysunek 1.