Filtracja i Technika Odpylania: Rodzaje i Zastosowania
- Szczegóły
Odpylanie jest niezbędnym procesem do usuwania zanieczyszczeń powietrza, w otoczeniu których pracują ludzie. Pyły oraz gazy powstałe na stanowiskach pracy podczas procesu produkcji są niebezpieczne dla zdrowia pracowników. Najczęściej powstają w trakcie: cięcia materiałów, szlifowania, polerowania, malowania, spawania oraz transportowania. W celu zapewnienia ochrony pracownikom stosowane są odpowiednie urządzenia lub systemy odprowadzające zanieczyszczenia.
Rodzaje Odpylania
Jakie rodzaje odpylania są najczęściej stosowane i na czym polega zasada ich działania?
Odpylanie na Mokro
Odpylanie na mokro jest jednym z rodzajów filtracji gazów stosowanym w zakładach przemysłowych. Do jego przeprowadzenia służą urządzenia zwane odpylaczami mokrymi. Służą do oddzielania pyłów i innych zanieczyszczeń od powietrza lub innych gazów.
W urządzeniach tych strumień zanieczyszczonych gazów zostaje oczyszczony w wyniku kontaktu z cieczą, którą najczęściej jest woda. Ważne jest aby zanieczyszczenia, które mamy separować były zwilżalne czyli aby dały wyłapać się na kropelkach wody. Po wyłapaniu zanieczyszczeń w rozpylonym w urządzeniu aerozolu wody krople, które mają większą masę wraz z wyłapanymi zanieczyszczeniami separowane są od gazów i trafiają do kolektora.
Odpylacze mokre znajdują zastosowanie wszędzie tam gdzie są pyły lepkie, mokre, ale również tam gdzie istnieje ryzyko zaciągnięcia z technologii iskier lub żarzących się cząstek np. przy polerowaniu lub szlifowaniu.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Odpylanie na Sucho
Odpylanie na sucho polega na filtracji zanieczyszczeń pyłowych na suchych materiałach filtracyjnych. Materiały takie to zwykle tkaniny, włókniny, maty papierowe, poliester, celuloza itp. Gazy wraz z zanieczyszczeniami przepływają przez materiał filtrujący, który zatrzymuje cząstki o wielkości nawet mniejszej niż 1um przepuszcza więc oczyszczony gaz.
Odpylanie taką metodą jest najczęściej stosowane tam, gdzie mamy odczynienia z pyłami suchymi, nie stwarzającymi problemów z otrzepaniem z powierzchni filtrów. Odpylacze mokre bardzo dobrze sprawdzają się na spawalniach, szlifierniach, przy pyłach ceramicznych, spożywczych i wielu innych.
Zastosowanie Odpylania
Odpylanie powietrza jest niezbędne w celu zapewnienia odpowiednich warunków dla pracowników i najczęściej jest wymagane przez przepisy BHP. Wiele procesów energetycznych i technologicznych wymaga zastosowania wydajnej i bardzo skutecznej metody oczyszczania powstających gazów, spalin lub zapylonego powietrza. Spośród szerokiej gamy różnego rodzaju filtrów i odpylaczy coraz popularniejsze stają się filtry workowe jako rozwiązania pozwalające na niemal całkowite zatrzymanie zanieczyszczeń stałych (osiągana sprawność filtracji przekracza 99,9%).
Filtry Workowe
Decydując się na takie właśnie urządzenie, trzeba jednak wiedzieć, że pożądany efekt w postaci wysokiej sprawności można osiągnąć jedynie w przypadku, gdy spełnionych zostanie szereg warunków technicznych dotyczących pracy filtra. Warunki, o których mowa dotyczą głównie: rodzaju zastosowanego materiału filtracyjnego, budowy filtra oraz sposobu właściwej jego eksploatacji (m.in. regeneracji worków filtracyjnych).
Pierwszym etapem doboru filtra workowego optymalnego dla konkretnych celów powinno być opracowanie założeń charakteryzujących źródło i rodzaj zanieczyszczeń, ilość odpylanego gazu przepływającego przez filtr, jego temperaturę, wilgotność itd. Dane te stanowią podstawę do wybrania odpowiedniej konstrukcji filtra, określenia zasady jego działania oraz doboru właściwego materiału filtracyjnego. Dokonania optymalnego wyboru urządzenia jest możliwe tylko wtedy, gdy znamy ogólną zasadę działania filtrów workowych.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Po wpłynięciu zapylonych spalin lub gazów technologicznych do dolnej części filtra następuje na przegrodzie zmiana kierunku ich przepływu. W pierwszej fazie, właśnie na skutek zmiany kierunku przepływu wytrącane są najgrubsze frakcje pyłu, spadające do leja zsypowego. Następnie spaliny wpływają do przestrzeni z workami filtracyjnymi i przenikają przez materiał filtracyjny do wnętrza worka. Worki mają przeważnie zamkniętą przestrzeń od strony gazu zapylonego i otwartą na wylocie gazu oczyszczonego. Utrzymywane są w stanie napięcia przez kosze wsporcze.
W początkowej fazie na powierzchni materiału filtracyjnego powstają narosty pyłu, osiada on bowiem na zewnętrznej powierzchni worków. Odpylone spaliny przenikają przez medium filtracyjne worków do ich wnętrza połączonego z wylotem spalin. Konstrukcja filtra z workami ustawionymi pionowo jest rozwiązaniem sprawdzonym o pewnym działaniu.
Regeneracja Impulsowo-Rewersyjna
Najlepsze wyniki daje indywidualne oczyszczanie każdego worka przez uderzeniową falę sprężonego powietrza o wysokim ciśnieniu tzw. regeneracja impulsowo-rewersyjna (ang. jet-pulse). Strumień czyszczącego powietrza ma za zadanie wywołać nadciśnienie wewnątrz worka filtracyjnego na całej jego długości, w wyniku którego następuje odkształcenie materiału i odrzucenie placka filtracyjnego.
Impuls sprężonego powietrza, kontrolowany przez przekaźnik czasowy sprzęgnięty z zaworem magnetycznym, jest bardzo krótki i zazwyczaj trwa 0,004-0,1 s i powtarzany jest co 10-30 min. Porcja powietrza wtryśnięta w kierunku przeciwnym (rewersyjnym) do przepływu odpylanego gazu, wędrując w dół z ciśnieniem na zewnętrznej stronie fali 250-1000 kPa, powoduje rozdęcie worka i zrzucenie placka pyłu jaki zebrał się na zewnętrznej powierzchni filtracyjnej worka do leja zamkniętego zaworem celkowym.
Bardzo ważne jest tu, aby strumień sprężonego powietrza trafiał centralnie do przekroju worka, dlatego najwłaściwsze jest rozwiązanie, w którym do każdego z worków przypisana jest jedna zamontowana na stałe dysza sprężonego powietrza. Kolejną ważną sprawą dotyczącą regeneracji jest, aby odolejone i osuszone powietrze o ciśnieniu około 0,6 MPa zostało doprowadzone do układu w ilości dostosowanej do ilości, wielkości i częstotliwości strzepywania worków. Regenerację taką w praktyce przeprowadza się dla worków wykonanych z filcu igłowanego. Zaletą stosowania tej metody jest długi okres życia worków filtracyjnych i ich mniejsze rozmiary.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
O skuteczności filtracji decydować będzie również jej prędkość. Generalnie, im mniejsza jest prędkość filtracji (czyli zapylony gaz dłużej przepływa przez filtr), tym wyższa jest osiągana skuteczność filtracji spalin. Ograniczenie dolnej wartości prędkości filtracji jest wynikiem uwarunkowań ekonomicznych. Przyjęcie zbyt małej prędkości będzie powodować konieczność znacznej rozbudowy powierzchni filtracyjnej, co zwiększa koszt inwestycyjny urządzenia. Ponadto wraz ze spadkiem prędkości rosną opory przepływu, co przekłada się na wzrost kosztów eksploatacji urządzenia.
Poprawna praca filtra uzależniona będzie od wyboru materiału filtracyjnego o parametrach technicznych dostosowanych do obsługiwanego procesu technicznego. Rodzaj materiału worka uzależniony jest od wielkości i kształtu cząstek oraz właściwości fizyko-chemicznych odpylanego gazu. W zależności od obsługiwanego procesu technologicznego materiał filtracyjny o dużej zdolności do zatrzymywania cząstek powinien być odporny na chemiczne działanie strumienia gazu, wpływ temperatury oraz oddziaływanie mechaniczne związane z regeneracją. Wszystkie te właściwości powinny być udokumentowane stosownym certyfikatem dostarczonym przez producenta.
Dzięki stosowaniu coraz doskonalszych materiałów filtry osiągnęły w ostatnich latach bardzo wysoki poziom techniczny. O tym, jak szerokie może być zastosowanie materiałów filtracyjnych świadczy możliwość oczyszczania tą metodą spalin kotłowych. Przykładem może być oferowane przez niemiecką firmę NOELL-KPC urządzenie o skuteczności oczyszczania 99,99% dla przepływu spalin do 5 mln m3/h, w temperaturze z przedziału -40 oC do 550 oC i ciśnieniu od -1 kPa do +3 MPa.
Parametry takie osiągają filce igłowane z włókien syntetycznych (takich jak poliamidy lub politetrafluoretylen) i one właśnie są najczęściej stosowane do odpylania spalin z kotłów energetycznych. Filc igłowany nie ma budowy jednorodnej i składa się z trzech lub większej liczby warstw. Właściwą odporność, sprężystość i stabilność formy zapewnia tkanina nośna, przeszywana olbrzymią liczbą igieł zarówno od strony napływu, jak i po stronie odpływu gazu.
Warstwa filtracyjna po stronie odpływu stanowi mechaniczną ochronę tkaniny nośnej podczas czyszczenia filtra. Co bardzo istotne, powierzchnia warstwy od strony napływu spalin powinna zostać wygładzana przez opalanie i prasowanie. Ponieważ dla filtrów igłowanych szczególnie groźna jest obecność pary wodnej, która wpływa na skrócenie żywotności materiału, wykonując urządzenie tego typu należy pamiętać o zapewnieniu odpowiedniej izolacji cieplnej, awaryjnego ogrzewania przestrzeni worków filtracyjnych oraz o wykonaniu otwieranych automatycznie przewodów obejściowych. Działania te nie pozwolą na niebezpieczny spadek temperatury w filtrze poniżej temperatury punktu rosy.
Filce igłowane mają bardzo dobre parametry pracy zarówno w odniesieniu do wysokiej temperatury pracy (220-260 oC, a nawet 500 oC - tkaniny ze spieczonych włókien stali stopowej), jak i w zakresie obciążenia powierzchni filtracyjnej (100-180 m3/m2/h).
Odpylanie w Przemyśle Drzewnym
Wybuchowy pył, rosnące koszty energii i wymagania środowiskowe - nowoczesne systemy odpylania odpowiadają na kluczowe wyzwania zakładów stolarskich i meblarskich. W procesach związanych z obróbką drewna - takich jak struganie, szlifowanie, frezowanie czy cięcie - powstają różne rodzaje pyłu, od bardzo drobnych, zawieszonych w powietrzu cząstek, po grube i włókniste odpady. Różnią się one nie tylko wielkością i ciężarem, ale także stopniem zagrożenia.
Wymaga to stosowania przemyślanych, certyfikowanych rozwiązań odpylających - dostosowanych nie tylko do rodzaju zanieczyszczeń, ale również do charakterystyki instalacji, przepływu powietrza, cyklu pracy urządzeń oraz obowiązujących norm bezpieczeństwa. Odpowiednio zaprojektowany układ odpylania powinien skutecznie eliminować pył zarówno z pojedynczych stanowisk roboczych, jak i z centralnych systemów transportu pneumatycznego.
Każda instalacja może zostać zaprojektowana od podstaw lub zmodernizowana poprzez wymianę klasycznych worków filtracyjnych na nowoczesne worki plisowane. Worki plisowane charakteryzują się większą sztywnością, odpornością na zanieczyszczenia i łatwiejszym serwisem. Ich krótsza długość pozwala zoptymalizować konstrukcję leja zrzutowego, co ułatwia opróżnianie jednostki i zmniejsza ryzyko jej zapychania.
Zastosowanie worków plisowanych wpływa nie tylko na zwiększenie skuteczności filtracji, ale również na realne oszczędności operacyjne. Dzięki większej powierzchni filtracyjnej oraz kompaktowej budowie, filtry tego typu zapewniają lepszy przepływ powietrza przy niższym oporze, a także mniejsze zużycie energii i rzadszą konieczność wymiany.
W instalacjach odpylających przeznaczonych do pracy z pyłami łatwopalnymi i wybuchowymi, ogromne znaczenie ma właściwy dobór materiału filtracyjnego. Jednym z materiałów polecanych do filtracji pyłu drzewnego jest 909ALU - wysokiej jakości medium syntetyczne pokryte warstwą aluminium, które pełni funkcję przewodzącą i zabezpiecza filtr przed niekontrolowanym wyładowaniem elektrostatycznym. Dobrze zaprojektowany system odpylania to dziś nie tylko kwestia zgodności z przepisami czy bezpieczeństwa pracy. To również element strategii efektywności energetycznej i inwestycji, która realnie wpływa na koszty prowadzenia działalności.
Odpylanie w Przemyśle Chemicznym
Przemysł chemiczny to branża, która zawsze była związana z wytwarzaniem różnego rodzaju substancji. Niestety, częstym efektem ubocznym takiej produkcji jest emisja do atmosfery wielu zanieczyszczeń, negatywnie wpływających na zdrowie człowieka oraz ekosystem. Z tej perspektywy odpylanie gazów jest kluczowe, gdyż zapewnia czyste i zdrowe środowisko pracy, jednocześnie chroniąc środowisko naturalne przed szkodliwymi emisjami.
Proces produkcji w przemyśle chemicznym wiąże się z emisją wielu szkodliwych gazów, takich jak: dwutlenek węgla, tlenki azotu, tlenki siarki, pyły i dymy. Za jedno z najskuteczniejszych rozwiązań w zakresie neutralizacji gazów przemysłowych uznawane są instalacje suchego odpylania. Umożliwiają one oczyszczanie substancji wydzielanych podczas procesu produkcji z pyłów i innych zanieczyszczeń. W ten sposób zapobiega się emisji szkodliwych związków do atmosfery, co znacznie poprawia jakość powietrza i chroni ludzkie zdrowie. Popularną metodą filtracji szkodliwych związków jest m.in. proces adsorpcji.
Polega on na wykorzystaniu właściwości suchych oraz półsuchych absorbentów, które pochłaniają zanieczyszczenia w gazach przemysłowych. W większości instalacji odpylania niezbędne jest dostarczenie zebranego pyłu do jednego lub kilku punktów. Pneumatyczne systemy umożliwiające odpylanie transportu pyłu i żużla pozwalają na bezpieczne i wydajne przemieszczanie się materiałów sypkich z jednego miejsca na drugie, a także na usunięcie tych produktów ze stanowisk produkcyjnych, co wymiernie poprawia higienę pracy i zwiększa bezpieczeństwo pracowników.
W branży chemicznej stosowane są również technologie przeciwwybuchowe, pozwalające minimalizować ryzyko eksplozji podczas przetwarzania i przechowywania materiałów chemicznych. Oznaczenie ATEX pochodzi od francuskiego wyrażenia „Atmosphères Explosibles”, co oznacza „atmosfery wybuchowe”.
Branża chemiczna ze względu na swoją specyfikę wymaga indywidualnego podejścia do każdej instalacji odpylania gazów. Wybór odpowiedniego rozwiązania zależy od wielu czynników, takich jak rodzaj procesu technologicznego, typ emitowanych zanieczyszczeń, wymagania prawne i środowiskowe czy ograniczenia przestrzenne. Firma projektująca system filtracji powinna zaproponować rozwiązania, które będą spełniały wszystkie wymagania klienta. Dedykowany projekt instalacji pozwala również na maksymalne wykorzystanie jej potencjału oraz minimalizację kosztów eksploatacyjnych.
tags: #filtracja #i #technika #odpylania #rodzaje
