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Fünf Gründe, wasserstrahlverfestigte Taschen für verbesserte Schlauchfilter-Leistung in Betracht zu ziehen

Von Joe Kiolbasa, Produktmanager bei Donaldson Torit

Es wurden viele Artikel veröffentlicht, die sich auf Fortschritte in industriellen Entstaubungsanlagenfiltern konzentrieren, aber der Löwenanteil von ihnen konzentrierte sich auf Entstaubungsanlagen, die Patronenfilter verwenden. Während Entstaubungsanlagen mit Patronen viele Vorteile bieten, gibt es in Nordamerika Tausende von Anlagen, die immer noch Schlauchfilter kaufen und betreiben. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Filtrationsbedürfnissen von Besitzern und Betreibern dieser Schlauchfilteranlagen.

Schlauchfilter können aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden. Wenn der in die Entstaubungsanlage strömende Luftstrom über 275 °F liegt, können P84, Aramid, Ryton und andere Materialien in Betracht gezogen werden. Wenn es einen hohen Feuchtigkeitsgehalt im Luftstrom gibt, wie beim Filtern von Luft aus Trocknern, oder wenn im Luftstrom hohe Säure- oder Alkalizustände vorliegen, kann Polypropylen eine Option sein. Aber jede dieser Anwendungen ist speziell und erfordert Taschen aus speziellen Materialien.

Für die meisten Anwendungen ist gewöhnlicher Polyester das Mittel der Wahl bei Schlauchfiltern, weil er die Luft in angemessener Weise filtert, eine annehmbare Zeit hält und die Installationskosten günstig sind. Es gibt jedoch noch eine andere Art von Polyester-Taschenfilter, der eine bessere Schlauchfilterleistung bietet und dabei trotzdem wirtschaftlich ist. Diese Taschen sind aus wasserstrahlverfestigtem Polyester hergestellt, und im Folgenden finden Sie die fünf wichtigsten Gründe, sie in Betracht zu ziehen:

  1. Einheitlichere Medien – Die gebräuchlichsten Polyestertaschenfilter sind aus einem Filz gefertigt, der mittels eines Vernadelungsprozesses hergestellt wird. Bei diesem Prozess bewegt sich ein Satz großer Nadeln mit Widerhaken in einem Bett aus Medienfasern schnell auf und ab, um die Polyesterfasern miteinander zu verwirbeln, damit sich ein Filz bildet.

    Im Jahr 1976 führte DuPont einen neuen Prozess ein, bei dem mikrofeine Wasserstrahlen zum Verwirbeln der Fasern eingesetzt wurden. Dieser Prozess der Wasserstrahlverfestigung liefert ein stärkeres, gleichmäßigeres Material mit kleineren Poren als gewöhnlicher Nadelfilzpolyester.

  2. Längere Filterlebensdauer – Wenn Staub in einem Schlauchfilter unter Verwendung von wasserstrahlverfestigten Taschenfiltern gefiltert wird, wird ein viel größerer Prozentsatz des Staubs an der äußeren Oberfläche der Tasche eingefangen, als dies bei gewöhnlichen Polyestertaschenfiltern der Fall ist. Dieses Phänomen ist als Oberflächenfiltration bekannt. Wenn es Zeit wird, den Staub durch einen umgekehrten Luftimpuls innerhalb der Tasche von der Tasche zu pulsen, pulst der oberflächenfiltrierte Staub leicht von der Tasche ab und fällt in den Schlauchfiltertrichter. Wenn Taschen mit einer effektiven Pulsreinigung besser säubern, ist der Luftstrom durch die Tasche weniger eingeschränkt (weniger Druckverlust). Ein korrekter Luftstrom bedeutet, dass der Schlauchfilter weiterhin mit hohem Wirkungsgrad Staub aus der Luft filtert.

    Umgekehrt sind Filter aus handelsüblichen Nadelfilzen nicht so einheitlich in Porengröße und -struktur wie wasserstrahlverfestigte Taschen. Sie haben wahrscheinlich viele größere Poren. Aus diesem Grund neigt Staub, der auf diesen Taschen gesammelt wird, dazu, tiefer in das Gewebe einzudringen. Dies ist als Tiefenbelastung bekannt, und wenn es darum geht, diese Taschenfilter zu reinigen, ist es weitaus schwieriger, den Staub aus ihnen heraus zu pulsen. Dies führt zu schmutzigeren Taschen und einem höheren Druckverlust, der schneller ansteigt.
Diese Ergebnisse wurden in beschleunigten Labortests abgeleitet, die mit Feldtestergebnissen korrelieren und zeigen, dass wasserstrahlverfestigter Polyester zwei- bis dreimal länger hält als standardmäßige 16-Unzen-Polyestertaschenfilter (453,6 g), wenn sie aufgrund von Druckverlust ausgetauscht werden müssen.

Labor- und Feldergebnisse haben durchweg gezeigt, dass wasserstrahlverfestigte Taschen aufgrund einer besseren Oberflächenfiltration und Impulsreinigung länger halten. Es ist bekannt, dass wasserstrahlverfestigte Taschen zwei- bis dreimal länger halten als gewöhnliche Polyestertaschenfilter.

3. Reduzierte Emissionen – Wenn man sich die vorherige Druckverlusttabelle ansieht, könnte man annehmen, dass es leichter ist, Luft durch die wasserstrahlverfestigten Taschen zu leiten, und dass daher auch mehr Staub durch diese Taschen gelangen muss. Aber das ist nicht der Fall. Wasserstrahlverfestigte Taschenfilter emittieren tatsächlich bis zu 30 % weniger Partikelemissionen als gewöhnliche Nadelfilztaschenfilter bei Partikeln von 2,5 Mikron und kleiner. Wiederum ist dies auf die kleineren Poren des wasserstrahlverfestigten Polyesters und das gleichförmigere Material zurückzuführen. Dies kann ein großer Vorteil für die Betriebsleiter sein, die Schlauchfilter verwenden, um ihre Anlagen sauber zu halten und die EPA-Emissionsnormen zu erfüllen.

Diese Ergebnisse basieren auf unabhängigen Labortests unter Verwendung von ASTM D 6830-02 bei Partikeln von 2,5 Mikron.

4. Reduzierte Energiekosten – Ein weiterer Vorteil der Oberflächenfiltration und des geringeren Druckverlusts von wasserstrahlverfestigten Taschen ist die reduzierte Lüfterenergie, die zum Ansaugen von Luft durch den Schlauchfilter verwendet wird. Lüfter müssen nicht so hart arbeiten, weil die Taschenfilter weniger eingeschränkt sind. Wenn die Lüfter mit einem EISA-kompatiblen Motor ausgestattet sind und einen Frequenzumrichter verwenden, kann die jährliche Energieeinsparung drastisch sein. Das folgende Beispiel zeigt den um über 6.000 US-Dollar pro Jahr reduzierten Energieverbrauch bei Verwendung von wasserstrahlverfestigten Taschen an einer Entstaubungsanlage mit 484 Taschen. Je mehr Entstaubungsanlagen ein Werk hat, desto größer sind die potenziellen Energieeinsparungen.

Reinluftseite einer genadelten Polyestertasche (300x)

Reinluftseite einer wasserstrahlverfestigten Polyestertasche (300x)

Diese Fotos wurden mit einem Rasterelektronenmikroskop von Taschenmedien aufgenommen, die in einer Entstaubungsanlage verwendet wurden, die Flugasche filterte. Die Taschen wurden nach 2.700 Stunden Gebrauch entfernt. Das Luft-zu-Medien-Verhältnis betrug 4,5 zu 1. Der Druckverlust nach 2.700 Betriebsstunden betrug 6 Zoll (152,4 mm) auf Polyestertaschen und 2 Zoll (50,8 mm) auf wasserstrahlverfestigten Taschen.

5. Reduzierte Wartungskosten – Einer der unbeliebtesten Jobs, die ein Angestellter zu tun hat, ist das Austauschen von Taschenfiltern in einer Schlauchfilteranlage. Es ist eine staubige, schmutzige Arbeit, die je nach Jahreszeit bei extrem heißen oder kalten Wetterbedingungen vorgenommen werden muss. Dies kann nicht nur unangenehm sein, sondern auch kostspielig für das Unternehmen, dem die Schlauchfilteranlage gehört. Oftmals muss diese Arbeit ausgeführt werden, wenn die Anlage nicht in Betrieb ist, da die Filteranlage ausgeschaltet werden muss, während die Schläuche ersetzt werden. Dies kann Gebühren für Wochenend- oder Feiertagsarbeit zur Folge haben, die das Projekt noch teurer machen.

Erfahrungen aus der Praxis haben gezeigt, dass wasserstrahlverfestigte Filtertaschen zwei- bis dreimal länger halten können als Nadelfilz-Polyestertaschen, wenn der Austausch aufgrund eines zu hohen Druckverlusts erfolgt. Unter der Annahme, dass wasserstrahlverfestigte Taschen doppelt so lange halten wie Nadelfilztaschen, und unter Berücksichtigung von Arbeits- und Taschenkosten, könnte eine Anlage jedes Mal, wenn ihre Angestellten wasserstrahlverfestigte Taschen in einer Schlauchfilteranlage mit 484 Taschen ersetzen, mehr als 3.500 Dollar einsparen. Noch einmal, wenn eine Anlage mehrere Schlauchfilter hat, können sich die Einsparungen schnell summieren.

Viele Unternehmen nutzen immer noch Schlauchfilter, um ihre Anlagen sauber zu halten. Durch die Nachfrage nach wasserstrahlverfestigten Filzschlauchfiltertaschen können Betriebsleiter ihre Anlagen sauberer halten und gleichzeitig ihre Energie- und Wartungskosten senken.

Referenzen
Kamath, M.G., Dahiya, A. und Hegde, R.R. (2004, April). Spunlace (Wasserstrahlverfestigung)
Rupp, J. (2008, Juli/August). Spunlace or Hydroentangled Nonwovens. Abgerufen von http://www.cottoninc.com/product/NonWovens/Nonwoven-News/NonwovenNewsArticles/2008/Spunlaced-Or-Hydroentangled-Nonwovens/
Gupta, H. (2013, April). Spunlace Technique (Hydroentanglement: A Technique of Non-woven Production). Abgerufen von http://www.slideshare.net/himanshugupta3139/spunlace-hydroentanglement

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