Gran parte delle informazioni sul controllo della polvere si concentra sui progressi dei filtri per collettori industriali e sulla manutenzione dei sistemi di raccolta della polvere, con particolare attenzione ai collettori dotati di filtri a cartuccia. Sebbene i collettori a cartuccia offrano numerosi vantaggi, molti stabilimenti in Nord America continuano ancora a utilizzare e acquistare sistemi a sacchi. Questo articolo descrive le principali esigenze di filtrazione per chi possiede o gestisce sistemi a maniche.
I filtri per sistemi a sacchi possono essere prodotti utilizzando diversi tipi di materiali. Se la temperatura del flusso d'aria che entra nel collettore è superiore a 145 °C, è possibile utilizzare materiali come P84, Aramide, Ryton e altri. Se il flusso d'aria proveniente dagli essiccatori contiene un'elevata umidità, oppure se sono presenti condizioni di aria altamente acida o alcalina, è fortemente consigliato considerare l'uso di filtri in polipropilene. Tuttavia, ogni applicazione è unica e richiede filtri per sistemi a maniche realizzati con materiali specifici, studiati per rispondere alle esigenze particolari di ciascun impianto.
Nella maggior parte delle applicazioni, il poliestere standard è il materiale filtrante preferito nei filtri per sistemi a maniche, grazie alla sua efficacia nella filtrazione dell'aria, alla buona resistenza e al costo d'acquisto contenuto. Un altro tipo di filtro a maniche in poliestere, in grado di garantire migliori prestazioni nei sistemi a maniche senza che ci sia un aumento dei costi, è il filtro a maniche in poliestere idroformati.
I filtri a manica Dura-Life™ in tessuto di poliestere sono utilizzati nelle applicazioni generali per ottimizzare le prestazioni dei sistemi a manica. Questi filtri assicurano una qualità dell'aria superiore e una maggiore vita utile rispetto ai tradizionali tessuti in poliestere, grazie al processo di fabbricazione per idroformatura, unico nel suo genere, che non richiede l'agugliatura, che ricopre i setti filtranti tradizionali di grandi pori che incorporano la polvere, impediscono la pulizia e riducono la durata del filtro. I filtri a manica in poliestere Dura-Life possono migliorare le prestazioni delle più popolari marche di collettori a maniche.
I seguenti punti riassumono i principali benefici dei filtri in poliestere spunlace, che possono contribuire a ottimizzare le prestazioni del sistema a maniche nelle specifiche condizioni operative.
1. Struttura filtrante più uniforme
La maggior parte dei filtri a manica in poliestere tradizionali è realizzata in feltro prodotto tramite un processo di agugliatura. In questo processo, un ampio insieme di aghi punzonatori si muove rapidamente su e giù attraverso le fibre di poliestere, intrecciandole tra loro per formare il feltro.
Nel 1976, DuPont introdusse un nuovo processo in cui sottilissimi getti d'acqua venivano utilizzati per intrecciare le fibre tra loro. Questo processo di idroformatura, o spunlacing, produce un materiale più resistente e uniforme, con porosità inferiori rispetto al comune feltro di poliestere agugliato. Il filtro finale è noto come tessuto idroformato, spunlace o tessuto non tessuto spunlace.
2. Vita utile del filtro prolungata
Quando la polvere viene filtrata in un sistema a maniche utilizzando filtri a manica idroformati/spunlace, una percentuale notevolmente più alta di polvere viene catturata sulla superficie esterna del filtro rispetto a quanto avviene con i comuni filtri a manica in poliestere. Questo fenomeno è noto come caricamento superficiale. Durante la pulizia del filtro a manica mediante impulsi d'aria inversi, la polvere accumulata sulla superficie del filtro si distacca rapidamente, cadendo nel contenitore di raccolta del sistema a maniche. Più efficace è l'impulso d'aria e la pulizia del filtro, migliore sarà il flusso d'aria attraverso il filtro a manica, con una minore caduta di pressione. Un flusso d'aria ottimale assicura che il sistema a maniche mantenga un'efficace filtrazione della polvere dall'aria.
Al contrario, i filtri a manica realizzati con i comuni feltri agugliati non presentano la stessa uniformità di porosità e struttura dei filtri a manica in poliestere idroformato. Questi filtri tendono a presentare numerosi pori di dimensioni maggiori, per cui la polvere raccolta tende a penetrare più in profondità nel tessuto filtrante. Questo fenomeno, noto come caricamento in profondità, rende molto più difficile rimuovere la polvere da questi filtri a manica durante la pulizia con impulsi d'aria. Ne deriva un accumulo di polvere sui filtri a manica, con conseguente riduzione del flusso d'aria e aumento più rapido della caduta di pressione.
I risultati riportati nella figura sopra provengono da dati ottenuti in test di laboratorio accelerati. I test di laboratorio sono correlati ai risultati dei test sul campo e dimostrano che il poliestere idrointrecciato offre una durata da 2 a 3 volte superiore rispetto ai filtri a sacco standard in poliestere da 16 once (453,6 g) quando si sostituiscono i sacchi a causa di un calo di pressione.
Studi di laboratorio e dati sul campo hanno confermato che i filtri a manica idroformati garantiscono una maggiore durata, grazie a un caricamento superficiale più efficiente e a una pulizia tramite impulsi d'aria più efficace. Difatti, i filtri a manica idroformati sono noti per durare da due a tre volte più a lungo rispetto ai comuni filtri a manica in poliestere.
3. Emissioni ridotte
Osservando il grafico precedente sulla caduta di pressione, si potrebbe pensare che l'aria passi più facilmente attraverso i filtri a manica idroformati e, di conseguenza, che anche più polvere possa attraversarli. Ma non è così. I filtri a manica idroformati emettono in realtà fino al 30% di particelle in meno rispetto ai comuni filtri a manica in feltro agugliato, per particelle di dimensioni pari o inferiori a 2,5 micron. Questo vantaggio deriva ancora una volta dai pori più piccoli e dalla struttura più uniforme del materiale dei filtri a manica in poliestere idroformato. Questo rappresenta un grande beneficio per i responsabili degli impianti, che possono così mantenere pulite le strutture e garantire il rispetto degli standard sulle emissioni dell'EPA grazie ai sistemi a maniche.
I risultati relativi alla lastra piana nella figura sopra provengono da test di laboratorio indipendenti condotti secondo lo standard ASTM D 6830-02 su particelle di 2,5 micron.
4. Riduzione dei costi energetici
Un ulteriore vantaggio del caricamento superficiale e della minore caduta di pressione dei filtri a manica idroformati è la riduzione dell'energia necessaria al ventilatore per far circolare l'aria attraverso il sistema a maniche. I ventilatori operano con minore sforzo, grazie alla ridotta resistenza al flusso d'aria offerta dai filtri a manica. Inoltre, se i ventilatori sono dotati di un motore conforme allo standard EISA e utilizzano un azionamento a frequenza variabile, il risparmio energetico annuo può essere davvero notevole. L'esempio seguente mostra come l'uso di filtri a manica idroformati su un collettore con 484 filtri consenta di ridurre il consumo energetico di oltre 6.000 dollari all'anno. È evidente che, più depolveratori sono presenti in un impianto, maggiori sono i potenziali risparmi energetici.
Lato dell'aria pulita di una manica in poliestere agugliato (300x)
Sacchetto in poliestere idrointrecciato con lato pulito (300 pezzi)
Queste foto sono state scattate con un microscopio elettronico a scansione a setti filtranti per maniche utilizzati in un collettore che filtrava ceneri volatili. Le maniche sono state rimosse dopo 2.700 ore di utilizzo. Il rapporto aria/setto filtrante era 4,5 a 1. La caduta di pressione dopo 2.700 ore di funzionamento è stata di 6 pollici (152,4 mm) sui sacchi in poliestere e di 2 pollici (50,8 mm) sui sacchi idrointrecciati.
5. Riduci i tempi di manutenzione
Uno dei compiti meno apprezzati dai dipendenti di un impianto è la sostituzione dei filtri a manica in un sistema a maniche. Si tratta di un lavoro polveroso e sporco, che può richiedere interventi in condizioni ambientali estreme, con temperature elevate o molto basse, a seconda della località e del periodo dell'anno. Oltre a essere un lavoro poco gradevole, può comportare costi significativi per l'azienda proprietaria del sistema. Spesso questo lavoro deve essere svolto quando l'impianto non è in funzione, poiché il sistema a maniche deve essere spento durante la sostituzione dei filtri a manica. Questa operazione può richiedere tariffe di lavoro applicabili nei weekend o durante le festività, con conseguente aumento dei costi del progetto.
L'esperienza sul campo ha dimostrato che i filtri a manica idroformati possono durare più a lungo rispetto ai filtri a manica in feltro agugliato quando la sostituzione è necessaria a causa di una caduta di pressione eccessiva. Supponendo che i filtri a manica idroformati durino più a lungo dei filtri a manica in feltro agugliato e tenendo conto dei costi di manodopera e dei filtri stessi, un impianto potrebbe risparmiare denaro ogni volta che i dipendenti sostituiscono i filtri idroformati in un sistema a maniche con 484 filtri. È importante sottolineare che, in presenza di più sistemi a maniche, i risparmi possono crescere rapidamente.
Molte aziende utilizzano ancora sistemi a maniche per mantenere pulite le proprie strutture. Con i filtri a manica in feltro idroformato, come i Dura-Life in poliestere, i responsabili degli impianti mantengono le strutture più pulite e abbassano i costi di energia e manutenzione.
Riferimenti
- Kamath, M.G., Dahiya, A. e Hegde, R.R. (2004, aprile). Spunlace (Hydroentanglement)
- Rupp, J. (2008, luglio/agosto). Tessuti non tessuti spunlace o idroformati
- Gupta, H. (aprile 2013). Spunlace Technique (Hydroentanglement: A Technique of Non-woven Production)
