Energieoptimierte mehrstufige Filtersysteme
Auf das Wie kommt es an
Bei vielen Filtrations -und Separationsaufgaben werden mehrstufige Systeme eingesetzt. Sei es aus Gründen hoher Staubkonzentrationen, unterschiedlicher Produkte, z. B. Staub und Fasern, oder sehr unterschiedlicher Partikelgrößen. Zyklonabscheider haben sich hier am Markt etabliert. Aber ist der Zyklon immer die beste Wahl? Baut er nicht zu groß? Benötigt er nicht zu viel Energie?
Die bg filtration gmbh stellt hierzu neue Ideen und Komponenten vor, die bzgl. Energiebedarf und Platzbedarf große Vorteile aufweisen.
Kombinierte Vorabscheidung in der Filtertechnik
Die sehr unterschiedlichen Aufgabenstellungen in der Filtration machen eine klare Einteilung schwierig. Daher werden hier ausgewählte Situationen betrachtet:
– Luftströme mit sehr großen Produktmengen, z. B. pneumatische Fördersysteme,
Prozessabsaugungen etc.
– Luftströme mit unterschiedlichen Produkten, z. B. Staub-Faser-Gemische oder stark
unterschiedliche Partikelgrößen und Partikelformen
– Luftströme mit hohem Feinstanteil < 0,3 µm
Luftströme mit sehr großen Produktmengen
Angenommen, Luftströme werden mit großen Produktmengen direkt auf eine Filterstufe geleitet. Mit welchen Folgen ist in diesem Fall zu rechnen? Zum einen würde ein großer Energiebedarf notwendig, infolge eines hohen Druckverlusts durch den Filterkuchen. Zum anderen käme es zu einer Überlastung der Filterelemente und einer starken Reduktion der Standzeiten. Hier haben sich Filtersysteme mit Vorabscheider durchgesetzt. Als Vorabscheider werden meist sogenannte Strömungsabscheider verwendet. Diese lassen sich als separates Einzelgerät dem eigentlichen Filter vorschalten. Eine Lösung, die allerdings bezüglich Platzbedarf und Kosten nachteilig ist. Die bg filtration gmbh hat daher integrierte Systeme entwickelt, die rund um Effektivität und Energiebedarf erhebliche Vorteile aufweisen.
Kombination von Zyklonabscheider und Filter
Für pneumatische Fördersysteme lassen sich z. B. sogenannte Filter-Receiver, teilweise auch Zyklonfilter genannt, einsetzen, bei denen der Zyklonabscheider und der Filter in einem Gerät kombiniert werden. Hierbei kann je nach Produktart und Produktmenge der Rohgaseintritt einfach tangential erfolgen (Bild 1) oder optimiert als Spirale (Bild 2) ausgeführt werden. Bei dem Spiraleintritt wird die Spirale mehrheitlich aus verschleißfestem Material ausgeführt.
Ebenso werden in größeren Aspirationsfiltern mit hohen Produktlasten sogenannte Vorabscheidekammern direkt in die Filterkammer integriert. Hierbei ist darauf zu achten, dass ein gleichmäßiger Rohgaseintritt und eine gleichmäßige Produktverteilung erfolgt. Die bg filtration gmbh löst diese Aufgabe mit der integrierten „Down-Flow-Chamber“, die vor allem in Verbindung mit dem „Vortex-Rohgaskanal“ ihre optimale Effizienz erreicht (Bild 3).
Durch den aufgesetzten „Vortex-Kanal“ werden die Partikel an die Wand gedrückt und strömen an der Wandung direkt nach unten in den Trichter und in den Produktaustrag. Die „Down-Flow-Chamber“ ist mit einer Lamellenwand als Trennwand zum Rohgasraum mit den Filterelementen ausgeführt. Durch die Lamellen kann jeweils Luft in die einzelnen Etagen der Filterelemente strömen. Hierdurch wird die klassische Strömungsumlenkung im Trichter minimiert und es werden weniger Partikel bei der Strömungsumlenkung mitgerissen.
So wird ebenfalls die Aufströmgeschwindigkeit im Filter minimiert, wodurch die Abreinigungseffizienz erhöht, bzw. der Energieeinsatz zur Abreinigung reduziert wird.
Genau diese Kombination aus Vortex-Rohgaskanal; Down-Flow-Vorabscheidekammer und Lamellenwand zur Strömungsgleichverteilung macht den Unterschied. Man sieht: auf das Wie kommt es an. Das gilt auch für die nachfolgenden Lösungen der bg filtration gmbh.
Luftströme mit unterschiedlichen Produkten, Partikelgrößen und Partikelformen
Bei Luftströmen mit Produkten die unterschiedliche Partikeleigenschaften aufweisen, kommen ebenfalls Strömungs-Vorabscheider zum Einsatz. Dies können sowohl einfache Umlenkabscheider wie auch typische Zyklonabscheider sein. Ziel ist es, zum einen die Partikellast auf den Hauptfilter zu reduzieren, zum anderen eine Trennung der unterschiedlichen Partikelfraktionen, bzw. die Trennung von Staub und Fasern zu erreichen. Die bg filtration gmbh stellt als Alternative zu den bekannten Strömungsabscheidern eine Vorfilterkombination aus drehender Siebscheibe mit kontinuierlicher Absaugung vor. Der Materialaustrag erfolgt im Sekundärkreislauf über Kleinzyklon mit Zellenradschleuse (Bild 4).
In der nachfolgenden Tabelle wird der klassische Zyklon mit der Vorfilterkombination TVM verglichen. Es wird ein Gesamtsystem mit einer Luftmenge von 50.000m³/h und einer Staubmenge von 500kg/h angenommen.
Aus dem Vergleich der Leistungsdaten lassen sich Energieeinsparungen von ca. 20 – 25 % und Investitionseinsparungen von > 30 – 35 % entnehmen. Weiterer Vorteil der Vorfilterkombination TVM ist die bessere Trennung der Partikeleigenschaften, und damit die Möglichkeit, z. B. eine Partikelfraktion wieder in den Produktionsprozess zurück zu führen.
Luftströme mit hohem Feinstanteil < 0,3 µm
Bei Luftströmungen mit hohem Feinstanteil nimmt der Hauptfilter oft die Aufgabe des Vorabscheiders ein und es gilt einen Feinst -oder Endfilter in einer HEPA-Filterstufe nachzustellen. Diese Aufgabenstellung tritt immer dann auf, wenn der Luftstrom zurück in den Raum geführt werden soll. Damit bleibt die gesamte Energie des Luftstromes ebenfalls im Raum erhalten. Es gilt, nun die Endfilterstufe platzsparend und strömungstechnisch optimiert im Hauptfilter anzuordnen. Da es sich bei dem Endfilter (HEPA-Filter) meist um einen nicht abgereinigten Speicherfilter handelt, muss die Hauptfilterstufe betreff der Filtrationsleistung so auf den Endfilter abgestimmt sein, dass die Standzeiten vergleichbar lange sind.
Die bg filtration gmbh hat hierzu platzsparende Lösungen entwickelt und ordnet den Endfilter entsprechend in der Reingaskammer so an, dass die Wartung aller Filterstufen durch die Wartungstür mit Sicherheits-Schnellverschlüssen erfolgen kann.
Dies kann für Standfilter mit direkt angebautem Ventilator oben oder seitlich in der Reingaskammer erfolgen (Bild 5).
Bild 5: Standfilter AERSTAR AAS1 mit Endfilter oben und seitlich in der Reingaskammer
Die bg filtration gmbh geht noch einen Schritt weiter und bietet alle Einbaufilter mit einer zusätzlichen Endfilterstufe an (Bild 6). Hier wird der Endfilter vorteilhaft direkt mit in die Tür verbaut.
Bild 6: Einbaufilter AAS U Hygiene mit Endfilterstufe in der Tür
Über bg filtration gmbh
Die bg filtration gmbh ist Hersteller von hochwertigen Filtern und Abscheidersystemen für unterschiedlichste Industrieanwendungen − weltweit. Mit den Traditionsmarken AEROB und bg textile air engineering werden jahrzehntelange Erfahrung in Entstaubung, Filtration und Klimatechnik unter einem Dach vereint. Durch seine maßgeschneiderten Lösungen und innovativen Ideen passt sich bg filtration ganz den Wünschen der Kunden an. Verbunden mit dem Ziel, für optimale Anlagenfunktionalität, verbesserte Arbeitsbedingungen und die Sicherheit am Arbeitsplatz zu sorgen.
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