Większość treści dotyczących ograniczania zapylenia koncentruje się na postępie w dziedzinie filtrów do odpylaczy przemysłowych i konserwacji przemysłowych systemów ograniczania zapylenia, przy czym większość treści dotyczy odpylaczy wykorzystujących filtry z wkładami. Chociaż filtry z wkładami oferują wiele zalet, w Ameryce Północnej wciąż istnieją tysiące zakładów kupujących i eksploatujących filtry workowe. W artykule omówiono potrzeby właścicieli i operatorów filtrów workowych w zakresie filtracji.
Filtry workowe mogą być wykonane z różnych materiałów. Jeżeli strumień powietrza wlotowego do kolektora ma temperaturę powyżej 135°C, można zastosować materiał P84, Aramid, Ryton lub inne. Jeżeli strumień powietrza wydobywający się z suszarek charakteryzuje się dużą wilgotnością lub jeżeli w strumieniu powietrza panuje wysokie stężenie kwasów albo zasad, należy poważnie rozważyć zastosowanie polipropylenu. Jednak każde z tych zastosowań jest specyficzne i wymaga worków filtracyjnych wykonanych ze specjalnych materiałów, które spełniają konkretne potrzeby.
W większości przypadków i zastosowań standardowym materiałem filtracyjnym w filtrach workowych jest poliester, ponieważ skutecznie filtruje powietrze, ma akceptowalną trwałość i koszty pierwszego montażu są ekonomiczne. Innym rodzajem filtra workowego z poliestru, który zapewnia lepszą wydajność filtra i jest przy tym ekonomiczny, są worki filtracyjne wykonane z poliestru splątywanego strumieniem wody.
Worki filtracyjne z tkaniny poliestrowej Dura-Life™ są używane do zastosowań ogólnych w celu poprawy wydajności filtra workowego. Te filtry workowe dostarczają czystsze powietrze i są trwalsze niż konwencjonalne media poliestrowe, ponieważ niepowtarzalny proces produkcji z zastosowaniem splątywania strumieniem wody nie wymaga igłowania, wytwarzającego w tradycyjnych mediach duże pory, które gromadzą pył, utrudniają czyszczenie i skracają żywotność filtra. Poliestrowe filtry workowe Dura-Life™ mogą poprawić wydajność najpopularniejszych marek kolektorów workowych.
Poniższe punkty przedstawiają przegląd zalet filtrów poliestrowych typu spunlace, które pomogą Ci wykorzystać wydajność filtra workowego w Twoim zastosowaniu:
1. Bardziej jednorodne media filtracyjne
Większość standardowych filtrów workowych z poliestru wykonana jest z filcu wytwarzanego w procesie igłowania. W tym procesie duży zestaw igieł z zadziorami szybko przesuwa się w górę i w dół przez warstwę włókien, aby splątać włókna poliestrowe i w ten sposób utworzyć filc.
W 1976 roku firma DuPont wprowadziła nową technologię, w której do splątywania włókien stosowano mikroskopijne strumienie wody. Proces splątywania hydraulicznego, określany również jako spunlacing, pozwala uzyskać mocniejszy i bardziej jednolity materiał o mniejszych porach niż zwykły filc igłowany z poliestru. Końcowy produkt filtracyjny nazywany jest tkaniną splątywaną hydraulicznie, spunlace lub włókniną spunlace.
2. Dłuższa żywotność filtra
Podczas filtrowania pyłu w stacji filtrów workowych z zastosowaniem filtrów workowych typy spunlace splątywanych hydraulicznie, na zewnętrznej powierzchni worka zostaje zatrzymany znacznie większy odsetek pyłu niż na zewnętrznej powierzchni zwykłego filtra workowego z poliestru. Zjawisko to znane jest jako obciążenie powierzchniowe. Gdy nadchodzi czas na usunięcie pyłu z worka za pomocą odwrotnego impulsu powietrza wewnątrz worka, pył znajdujący się na powierzchni worka z łatwością odpada z worka i opada do leja zasypowego stacji filtrów workowych. Im skuteczniejszy jest impuls i czyszczenie filtra, tym lepszy jest przepływ powietrza (mniejszy spadek ciśnienia) przez worek. Prawidłowy przepływ powietrza oznacza, że filtr workowy nadal skutecznie filtruje pył z powietrza.
Z kolei filtry wykonane ze zwykłych filców igłowanych nie są tak jednolite pod względem wielkości porów i struktury jak worki z poliestru splątywanego hydraulicznie. Worki te mają prawdopodobnie dużo większe pory, przez co pył zbierający się na nich ma tendencję do głębszego wnikania w tkaninę. Zjawisko to nazywa się obciążeniem wgłębnym, a gdy przychodzi czas czyszczenia filtrów workowych, o wiele trudniej jest usunąć z nich pył metodą impulsową. W rezultacie worki są bardziej zanieczyszczone, przepływ powietrza jest ograniczony, a spadek ciśnienia rośnie szybciej.
Wyniki przedstawione na powyższym rysunku pochodzą z danych uzyskanych w przyspieszonych testach laboratoryjnych. Wyniki testów laboratoryjnych pokrywają się z wynikami testów terenowych i wykazują, że hydroigłowany poliester zapewnia 2-3 razy dłuższą żywotność niż standardowe 16-uncjowe (453,6 g) filtry workowe z poliestru przy wymianie worków z powodu spadku ciśnienia.
Wyniki badań laboratoryjnych i terenowych jednoznacznie wskazują, że worki z włókien splątywanych hydraulicznie są trwalsze, ponieważ mają lepszą zdolność do obciążania powierzchniowego i czyszczenia impulsowego. W rzeczywistości worki z włókien splątywanych hydraulicznie są dwu- do trzykrotnie trwalsze niż zwykłe filtry workowe z poliestru.
3. Obniżone emisje
Patrząc na poprzedni wykres spadku ciśnienia, można by założyć, że powietrze łatwiej przechodzi przez worki z włókien splątywanych hydraulicznie, a zatem przez worki musi przedostawać się także więcej pyłu. Ale tak nie jest. W przypadku cząstek o średnicy 2,5 mikrona i mniejszych filtry workowe z włókien splątywanych hydraulicznie emitują w rzeczywistości o 30% mniej cząstek niż zwykłe filtry workowe z filcu igłowanego. Dzieje się tak również dlatego, że poliester splątywany hydraulicznie ma mniejsze pory i bardziej jednorodny materiał. Może to być dużą zaletą dla kierowników zakładów wykorzystujących filtry workowe do utrzymania czystości obiektów i spełniania norm emisji EPA.
Wyniki uzyskane dla płaskiej blachy na powyższym rysunku pochodzą z niezależnych badań laboratoryjnych przeprowadzonych zgodnie z normą ASTM D 6830-02 na cząstkach o wielkości 2,5 mikrona.
4. Obniżone koszty energii
Inną zaletą obciążenia powierzchniowego i mniejszego spadku ciśnienia w przypadku worków splątywanych hydraulicznie jest mniejsze zużycie energii przez wentylatory do zasysania powietrza przez filtr workowy. Wentylatory nie będą musiały pracować tak ciężko, ponieważ filtry workowe mają mniejsze opory. Co więcej, jeżeli wentylatory są wyposażone w silnik zgodny ze standardem EISA i wykorzystują napęd o zmiennej częstotliwości, roczne oszczędności energii mogą być naprawdę znaczne. Poniższy przykład pokazuje, że zużycie energii można zmniejszyć o ponad 6000 USD rocznie, stosując worki z włókien splątywanych hydraulicznie w jednym kolektorze z 484 workami. Oczywiste jest, że im więcej kolektorów ma dany obiekt, tym większy jest potencjał oszczędności energii.
Igłowy worek poliestrowy — strona czystego powietrza (300x)
Worek poliestrowy hydrofilowy, strona czysta (300x)
Te zdjęcia zostały wykonane za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego i przedstawiają medium worka stosowanego w kolektorze filtrującym lotne popioły. Worki wyjęto po 2700 godzinach użytkowania. Stosunek powietrza do mediów wynosił 4,5 do 1. Spadek ciśnienia po 2700 godzinach pracy wyniósł 6 cali (152,4 mm) w przypadku worków poliestrowych i 2 cale (50,8 mm) w przypadku worków hydrofilowych.
5. Obniżenie kosztów konserwacji
Jednym z najmniej lubianych zajęć pracowników zakładów jest wymiana filtrów workowych w stacji filtrów workowych. Jest to praca w brudna, w miejscu zapylonym, którą trzeba wykonywać w bardzo wysokich lub niskich temperaturach otoczenia w zależności od lokalizacji i pory roku. Oprócz faktu, że jest to nieprzyjemne, może się to okazać kosztowne dla firmy będącej właścicielem stacji filtrów workowych. Często pracę tę trzeba wykonywać, gdy zakład nie pracuje, ponieważ na czas wymiany filtrów workowych stacja filtrów workowych musi być wyłączona. Może to skutkować stawkami za pracę w weekendy i święta, co może zwiększyć koszty projektu.
Doświadczenia praktyczne wykazały, że filtry workowe z włókien splątywanych hydraulicznie mogą służyć dłużej niż worki poliestrowe z filcu igłowanego w przypadku wymian spowodowanych zbyt dużym spadkiem ciśnienia. Zakładając, że worki z włókien splątywanych hydraulicznie wytrzymują dłużej niż worki z filcu igłowanego, a także uwzględniając koszty pracy i worków, zakład mógłby oszczędzać pieniądze za każdym razem, gdy jego pracownicy wymieniają worki z włókien splątywanych hydraulicznie w 484-workowej stacji filtrów. Ponownie, jeżeli w obiekcie znajduje się wiele stacji filtrów workowych, oszczędności mogą szybko się kumulować.
Wiele firm w celu utrzymywania czystości w swoich obiektach nadal korzysta ze stacji filtrów workowych. Zamawiając worki filcowe z włókien splątywanych hydraulicznie, takie jak poliestrowe filtry workowe Dura-Life, kierownicy zakładów mogą utrzymywać czystość w swoich obiektach, jednocześnie obniżając koszty energii i konserwacji.
Bibliografia
- Kamath, M.G., Dahiya, A. i Hegde, R.R. (2004, kwiecień). Spunlace (Hydroentanglement)
- Rupp, J. (2008, lipiec/sierpień). Spunlace or Hydroentangled Nonwovens
- Gupta, H. (kwiecień 2013). Spunlace Technique (Hydroentanglement: A Technique of Non-woven Production)
