Overwegingsfactoren bij het kiezen van een industriële lucht- en gasfilter

Binnen- of buiteninstallatie

De locatie van de proces apparatuur (vacuümpomp, ventilator of compressor) en het filter zelf bepalen de constructiematerialen en de levensduur.Bijvoorbeeld als een filter buiten in een ruwe maritieme omgeving wordt gemonteerd, is een constructiemateriaal van, 316L roestvrij staal ideaal.

Ook als het filter wordt blootgesteld aan weersomstandigheden zoals regen of sneeuw, is een goede bescherming noodzakelijk om binnendringen in het filter te voorkomen en mogelijke bypass naar de apparatuur.

De omgeving speelt een grote rol bij de aanbevolen constructie van uw filters.

De kwaliteit van de omgevingslucht is ook een belangrijke factor, want een zwaardere belasting leidt tot een hogere onderhoudsfrequentie.
Apparatuur en filters die worden geïnstalleerd in ruwe omgevingen, zoals bij cementproductie en mijnbouw, vereisen extra bescherming tegen de omstandigheden.

Gas-/luchtdebiet

Het debiet van de gas- of luchtstroom heeft een directe invloed op de grootte en prestaties van een filter. De aansluitmaat van een filterbehuizing en de oppervlakte van het interne filterelement worden rechtstreeks bepaald door het procesdebiet. Bovendien heeft het debiet beïnvloed de stofopnamecapaciteit en de efficiëntie van het filter.

Studies hebben uitgewezen dat wanneer het debiet te hoog is, de stofopnamecapaciteit en de efficiëntie hieronder lijden, dus daarom is het cruciale informatie voor de dimensionering van een industriële lucht- of gasfilter.

Type en kenmerken van verontreiniging

Lucht- en gas filterontwerpen variëren afhankelijk van het type verontreiniging (deeltjes, vloeistof, damp). Het is belangrijk om het proces zelf te analyseren plus de bedrijfsomstandigheden (druk/vacuüm, temperatuur, enz.) . Samen bepalen deze het industriële filtratiemedium, de afscheidingstappen, het stromingsrichting en het ontwerp van de filterbehuizing. Bijvoorbeeld voor een eenvoudige stofverontreiniging is mogelijks alleen een polyester filterelement nodig, terwijl voor een zware vloeistofuitdaging mogelijk meerdere scheidingsfasen nodig zijn (baffle, demister en finaal filterelement). Alle beschikbare informatie over de deeltjesgrootte (micron), fysische eigenschappen en concentratie zijn factoren om in overweging te nemen.

Een ST SpinMeister combo is ideaal voor vacuümtoepassingen in de houtfreesindustrie en maakt gebruik van een voorfilter om de grove houtstofdeeltjes (85% bij 15 micron) te verwijderen, waardoor de levensduur van het inline ST primaire filter aanzienlijk wordt verlengd. De resultaten zijn langere looptijden en minder onderhoudsonderbrekingen.

Zo zal een filterelement dat ontworpen is om grof houtstof af te vangen van een CNC-freestafel anders zijn dan een filter dat ontworpen is om fijn siliciumstof af te vangen van een halfgeleider PCVD-proces.
Vloeistoffen hebben andere specifieke eigenschappen zoals corrosiviteit, viscositeit en volume-uitdaging. De eigenschappen van een damp zullen variëren op basis van de bron (chemische stof, water, hars, enz.) en het kookpunt van elk onder overdruk of vacuüm.

Continu of tijdelijk gebruik

Continue inbedrijfstelling wordt steeds meer de norm voor industriële proces apparatuur, wat bijdraagt aan een verhoogde belasting van een filter.Deze constante stroom is voorspelbaar, maar resulteert ook in een constante uitdaging van vervuiling (deeltjes, vloeistoffen).Bij zwaardere omgevings- of procesomstandigheden is een filter met een grotere capaciteit nodig om de gewenste bedrijfsinterval en druk val te bereiken.Als de bewerkingen op batchbasis plaatsvinden, is het filter echter niet onderworpen aan een constante belasting. De dimensionering is echter van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat het filter goed presteert gedurende de tijd dat het in gebruik is.

Temperatuur

De proces temperatuur heeft invloed op de fysische toestand van de verontreiniging.Vloeistoffen verdampen bijvoorbeeld tot dampen en zullen bepaalde filters omzeilen.
Extreme temperaturen hebben ook invloed op de constructiematerialen van een filter, waarover later meer.Dit is vooral belangrijk voor de componenten van het filterelement: media, lijmen en elastomeren. Als de bedrijfsomstandigheden het verwachte temperatuurbereik overschrijden, kan dit leiden tot een verminderde levensduur en efficiëntie van het filter.

Bedrijfsdruk/Vacuüm

Industriële lucht- en gasfilters worden geïnstalleerd in een breed bereik van vacuüm tot hogedruk.De operationele werkdruk bepaalt de constructiematerialen en ontwerpparameters van een filter, zoals materiaaldikte, lasnormen en lekdichtheid.De operationele werkdruk beïnvloedt in combinatie met de temperatuur beïnvloedt de staat van verontreinigingen in de lucht of het gas (dampdruk).Zodra de procesomstandigheden en specifieke procesvereisten worden begrepen, kan een filterontwerp worden gefinaliseerd.

Ontwerpspecificaties en codes variëren afhankelijk van de procesomstandigheden en het land/regio van installatie.Druk is een veelvoorkomende drijfveer voor ontwerp en afhankelijk van de installatielocatie vereisen sommige filters constructie op basis van ASME VIII of PED (Pressure Equipment Directive)-normen en niet-destructieve tests (NDT) om de bescherming tegen lekken te garanderen.Er zijn ook andere landspecifieke normen voor drukvaten (bijv. China en Australië). Al deze richtlijnen schrijven lassen/fabricage, materiaaldiktes en NDT's voor.

Filters met ATEX-classificatie helpen de kans op een explosie in gevaarlijke werkomgevingen te minimaliseren.

Andere ontwerpvoorschriften zijn afhankelijk van de procesvervuiling, de omgeving en de installatielocatie. Hieronder vallen ook overheids- en milieuvereisten, zoals:

• ATEX voor potentieel brandbaar stof en gas.
• Explosieveilige eisen voor elektrische componenten (motoren, meters) geïnstalleerd in geclassificeerde gebieden .
• Industriële specificaties zoals NFPA 99:2018 Health Care Facilities Code en ISO 7396-1:2016 Medical Gas Pipeline Systems zijn van toepassing op medische vacuümsystemen.
• CE-markering voor conformiteit met EU-normen.
• REACH- en RoHS-verklaringen om te bevestigen dat gevaarlijke materialen zijn uitgesloten van het productieproces.

Contstructiematerialen voor filterbehuizing

De meeste industriële lucht- en gasfilters zijn gemaakt van staal; de staalsoort en de uiteindelijke afwerking zijn echter afhankelijk van specifieke procesomstandigheden.

Er kunnen specifieke alternatieve coatings (vernikkeling, PTFE-coating) zijn opties voor ruwe en corrosieve omgevingen. Speciale lakafwerkingen (epoxy, marine) of corrosiebestendige coatings (vernikkeling, PTFE-coating) zijn opties voor ruwe en corrosieve omgevingen.

De aansluitingen en fittingen van een filter zijn ook kritieke factoren.Voor sommige filters zijn flensaansluitingen nodig (ANSI, DN, ISO-K) die passen bij de apparatuur of het bestaande leidingwerk.Bij toepassingen met hoge druk en middelhoog/hoog vacuüm vereisen sommige flenzen een speciale afwerking om een ideaal afdichtingsoppervlak te garanderen.
Schroefdraadverbindingen komen ook vaak voor en kunnen metrisch (BSPP of BSPT) of Amerikaans (MPT of FPT) zijn, afhankelijk van de landnormen en de procesapparatuur.
Constructiematerialen zijn de belangrijkste kostenfactor, dus het is belangrijk om te weten wat er nodig is om het proces en de omgevingsomstandigheden te weerstaan voordat je een projectbudget opstelt.

Lekkagepercentage voor vacuüm filterbehuizingen

Solberg WL serie filter voor vacuümservice krijgt een laatste heliumlekcertificeringstest.

Hoewel een filter essentieel is voor het beschermen van een vacuümpomp  tegen procesvervuiling, moet het ook lekdicht zijn om ervoor te zorgen dat de operator het vereiste vacuümniveau kan bereiken in het proces. Vraag bij het selecteren van een vacuümfilter om een gepubliceerde leksnelheid (mbar L/sec) van een gekalibreerde heliumlektestmachine om er zeker van te zijn dat het filter vacuüm houdt tijdens het gebruik.

Filtermediatype en efficiëntie

Filterelementen worden gemaakt van een van de vele mediaopties, afhankelijk van de omgevings- of procesvervuiling en de bedrijfsomstandigheden.Afhankelijk van de aard en de grootte van de deeltjesvervuiling zijn er verschillende micrometerwaarden en efficiënties beschikbaar.Polyester, papier filter, PTFE, glasvezel en roestvrijstalen gaas zijn allemaal gangbare selecties en de microgroottes variëren van sub-micron tot grof.

De totale efficiëntie is een combinatie van het filtermedium, de snelheid en de vasthoudcapaciteit. Dit worden bepaald door het elementontwerp (oppervlakte, diepte, gewikkeld of geplooid). Naast vaste deeltjes zijn sommige mediums ontworpen voor damp adsorptie, waarvoor granulaat en een geïmpregneerde medium nodig zijn.

Constructie en afdichting van filterelementen

De procesomstandigheden bepalen of er speciale componenten nodig zijn. De aanwezigheid van chemicaliën en hoge temperaturen kunnen bijvoorbeeld speciale verbindingsmiddelen noodzakelijk maken om de structurele integriteit te garanderen. In corrosieve omgevingen kunnen 304 of 316 roestvrijstalen elementonderdelen zoals eindkappen nodig zijn.
Bovendien is een filter zo goed als zijn afdichting, dus het materiaal van afdichting moet ook compatibel zijn met de procesomstandigheden en vervuiling. Viton, PTFE en BUNA zijn drie veelgebruikte soorten afdichtingsmaterialen die onder verschillende omstandigheden worden gebruikt.

Veiligheid

Procesverontreinigingen kunnen van nature corrosief, pyrofoor of explosief zijn, dus moet er van tevoren rekening worden gehouden met hantering en onderhoud door de operator.
Explosiebestendige ontwerpen zoals ATEX zijn een optie.
Sommige stofdeeltjes zijn pyrofoor en vatten vlammen wanneer het plotseling wordt blootgesteld aan zuurstof, dus extra functies zoals oxiderende poorten zijn geïntegreerd om ervoor te zorgen dat het opgevangen materiaal veilig is voor operators om te hanteren tijdens onderhoud.

Installatievereisten

Zodra de grootte en capaciteit van een filter zijn bepaald, is het belangrijk om rekening te houden met de beschikbare ruimte voor installatie en toegang voor onderhoud.
Of het nu gaat om een nieuwe installatie of een herwerkte installatie kunnen er beperkingen zijn door leidingen, vrije ruimte boven het hoofd, gewicht en fysieke toegang.
Industriële filters kunnen worden ontworpen en gefabriceerd om te passen binnen de beschikbare ruimte en beperkingen van een nieuw systeem (vacuümpomp, blower of compressorpakket) of een bestaande fabriek.
Gewicht gaat hand in hand met grootte, dus controleer of het leidingwerk of de montagelocatie het filter kan dragen in zowel schone als vuile toestand.De vrije ruimte die nodig is om een filterelement uit de behuizing te verwijderen en het gewicht van het filterdeksel en het element moeten bekend zijn voor de installatie.Speciale voorzieningen zoals davit/hijsarmen of zijdelingse toegangsdeuren zijn goede opties om het onderhoudsproces te vereenvoudigen en veiliger te maken voor de operator.

Differentiële druk

De beperking over een filterelement wordt gedefinieerd als de verschildruk, ook wel drukval genoemd. De verhoogde drukval is een primaire factor in het onderhoudsinterval.
Dit interval varieert afhankelijk van de werkelijke volumestroom en de verontreinigingsuitdaging.
Filtratieontwerpen moeten rekening houden met de micronwaarde van het element, de efficiëntie en het oppervlak om de verschildruk te minimaliseren, waardoor het systeem efficiënter kan werken. Als het drukverschil te groot is, zal de beschermde apparatuur moeite hebben om efficiënt te werken en het vacuüm of de druk te bereiken die nodig is voor het proces.

Het drukverschil kan worden gemeten en bewaakt via analoge of digitale meters die in het filter of in tappunten in de upstream en downstream procesleidingen kunnen worden geïntegreerd. Met deze functie kan de operator de toestand van het filter controleren en uiteindelijk weten wanneer het element moet worden onderhouden of vervangen.

Accessoires voor service/onderhoud

Industriële filters kunnen worden ontworpen met geïntegreerde functies voor gemakkelijke service en onderhoud: pulsreiniging, verwijderbare opvangbakken en automatische afvoersystemen zijn enkele van de veelvoorkomende opties die worden gevraagd door operators/onderhoudspersoneel.
In gevallen waarin de opgevangen verontreiniging onschadelijk is, kan het reinigen van een filterelement zo eenvoudig zijn als het gebruik van een borstel of perslucht om deeltjes te verwijderen.Sommige filtermedia zijn afwasbaar, wat de levensduur ook kan verlengen.
Geautomatiseerde en zelfreinigende functies zijn goede opties als de verontreiniging gevaarlijk is of als continue werking vereist is. In vloeistoffilters en scheidingstoepassingen kan een geautomatiseerd afvoersysteem het mogelijk maken om continu vloeistoffen op te vangen en af te voeren zonder het vacuüm- of drukproces te onderbreken.