Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze przemysłowego filtra powietrza i gazu

Instalacja wewnątrz lub na zewnątrz

Lokalizacja urządzeń procesowych (pompa próżniowa, dmuchawa lub sprężarka) oraz sam filtr będą decydować o materiałach konstrukcyjnych i trwałości. Na przykład, jeśli filtr jest montowany na zewnątrz w trudnych warunkach morskich, idealna będzie konstrukcja ze stali nierdzewnej 316L.

Ponadto, jeśli filtr jest narażony na działanie warunków atmosferycznych, takich jak deszcz lub śnieg, konieczne jest odpowiednie zabezpieczenie, aby zapobiec przedostawaniu się zanieczyszczeń do wnętrza filtra i potencjalnemu uszkodzeniu urządzenia.

Środowisko pracy odgrywa duży wpływ na zalecaną konstrukcję filtrów.

Jakość otaczającego powietrza jest również ważnym czynnikiem, ponieważ trudne wyzwania będą prowadzić do większej częstotliwości serwisowania. Sprzęt i filtry instalowane w trudnych warunkach otoczenia, takich jak produkcja cementu i górnictwo, wymagają dodatkowej ochrony przed trudnymi warunkami.

Natężenie przepływu gazu/powietrza

Natężenie przepływu strumienia gazu lub powietrza ma bezpośredni wpływ na rozmiar i wydajność filtra. Rozmiar przyłącza obudowy filtra i powierzchnia wkładu filtrującego są bezpośrednio zależne od natężenia przepływu gazu procesowego. Ponadto przepływ wpływa na zdolność zatrzymywania pyłu i skuteczność filtracji.

Badania wykazały że nadmierne natężenie przepływu pogarsza zdolność zatrzymywania pyłu i skuteczność filtracji, dlatego jest to kluczowa informacja przy doborze przemysłowego filtra powietrza lub gazu.

Rodzaj i charakterystyka zanieczyszczenia

Konstrukcje filtrów powietrza i gazu różnią się w zależności od rodzaju zanieczyszczenia (cząstki, ciecz, para). Ważne jest, aby przeanalizować sam proces oraz warunki pracy (ciśnienie/próżnia, temperatura itp.). Powyższe kwestie determinują wybór medium filtracyjnego, stopni separacji i konstrukcji obudowy filtra.

Na przykład proste zanieczyszczenie pyłem może wymagać jedynie poliestrowego elementu filtrującego, podczas gdy zanieczyszczenie cieczą może wymagać wielu etapów separacji (przegroda, odmgławiacz i końcowy element filtrujący). Wszelkie dostępne informacje dotyczące wielkości cząstek (mikronów), właściwości fizycznych i stężenia są czynnikami do rozważenia.

Idealny do zastosowań związanych z podciśnieniem w przemyśle przetwórstwa drewna, zestaw ST SpinMeister wykorzystuje filtr wstępny do usuwania dużych cząstek pyłu drzewnego (85% przy 15 mikronach), znacznie wydłużając żywotność wbudowanego filtra głównego ST. Rezultatem jest dłuższy czas pracy i mniej przerw konserwacyjnych.

Na przykład element filtrujący przeznaczony do wychwytywania grubego pyłu drzewnego ze stołu maszyny CNC będzie się różnić od filtra zaprojektowanego do wychwytywania drobnego pyłu krzemowego z procesu półprzewodnikowego PCVD.

Ciecze mają inne specyficzne właściwości, takie jak korozyjność, lepkość i wyzwanie objętościowe. Właściwości pary będą się różnić w zależności od źródła (chemikalia, woda, żywica itp.) i temperatury wrzenia każdego z nich w warunkach ciśnienia lub próżni.

Charakter pracy ciągły lub tymczasowy

Ciągła praca staje się coraz bardziej normą w przemysłowych urządzeniach procesowych, co przyczynia się do zwiększenia naprężeń działających na filtr. Ten stały przepływ jest przewidywalny, ale powoduje także ciągłe ryzyko zanieczyszczeń (cząstki, ciecze).

Surowsze warunki otoczenia lub procesu będą wymagały filtra o większej wydajności, aby osiągnąć żądane okresy międzyobsługowe i spadek ciśnienia.

Alternatywnie, jeśli operacje mają charakter okresowy, filtr nie podlega stałemu obciążeniu. Jednakże dobór rozmiaru ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia dobrego działania filtra w okresie jego użytkowania.

Temperatura

Temperatura procesu będzie miała wpływ na stan fizyczny zanieczyszczenia. Na przykład ciecze odparują i ominą niektóre filtry. Ekstremalne temperatury będą miały również wpływ na materiały konstrukcyjne filtra, co zostanie omówione bardziej szczegółowo w dalszej części.

Jest to szczególnie ważne w przypadku elementów wkładów filtrujących: mediów, klejów i elastomerów. Jeśli warunki pracy przekraczają oczekiwany zakres temperatur, może to skutkować skróceniem żywotności i wydajności filtra.

Ciśnienie robocze/próżnia

Przemysłowe filtry powietrza i gazu instalowane są w szerokim zakresie zastosowań, od próżni po wysokociśnieniowe. Ciśnienie robocze determinuje materiały, z których wykonany jest filtr, oraz parametry konstrukcyjne, takie jak grubość materiału, standardy spawania i szczelność.

Ciśnienie robocze w połączeniu z temperaturą będzie miało wpływ na stan zanieczyszczeń w powietrzu lub gazie (ciśnienie pary). Po zapoznaniu się z warunkami i specyficznymi wymaganiami procesu można sfinalizować projekt filtra.

Specyfikacje i przepisy dotyczące projektu filtra

Specyfikacje projektowe i przepisy będą się różnić w zależności od warunków procesu i kraju/regionu instalacji. Ciśnienie jest częstym czynnikiem wpływającym na konstrukcję i w zależności od miejsca instalacji, niektóre filtry będą wymagały konstrukcji opartej na normach ASME VIII lub PED (dyrektywa w sprawie urządzeń ciśnieniowych) oraz badań nieniszczących (NDT), aby zapewnić integralność przed wyciekami. Istnieją również inne, specyficzne dla kraju kody zbiorników ciśnieniowych (np. Chiny i Australia). Wszystkie te dyrektywy narzucają spawanie/produkcję, grubość materiału i badania NDT.

Filtry z certyfikatem ATEX pomagają zminimalizować ryzyko wybuchu w niebezpiecznych środowiskach pracy.

Inne obowiązujące przepisy projektowe zależą od zanieczyszczenia procesu, otaczającego środowiska i miejsca instalacji. Obejmuje to również wymagania rządowe i środowiskowe, takie jak:

• ATEX dla potencjalnie palnych pyłów i gazów.
• Wymagania przeciwwybuchowe dla komponentów elektrycznych (silników, mierników) instalowanych w obszarach zagrożonych wybuchem.
• Specyfikacje branżowe, takie jak NFPA 99:2018 Kodeks zakładów opieki zdrowotnej i ISO 7396-1:2016 Systemy rurociągów gazów medycznych, regulują medyczne systemy próżniowe.
• Oznaczenie CE potwierdzające zgodność z normami UE.
• Deklaracje REACH i RoHS potwierdzające obecność materiałów niebezpiecznych są wyłączone z procesu produkcyjnego.

Materiały konstrukcyjne obudowy filtra

Większość przemysłowych filtrów do powietrza i innych gazów zbudowana jest ze stali, jednakże gatunek stali i ostateczne wykończenie podlegają specyficznym warunkom procesu. W przypadku standardowych zastosowań do filtracji powietrza zazwyczaj akceptowalna jest konstrukcja ze stali węglowej malowanej.

Jednakże, gdy obecne są żrące chemikalia lub gazy procesowe lub środowisko otoczenia jest trudne (środowisko morskie lub chemiczne), może być wymagana stal nierdzewna wysokiej jakości (316L).

W zależności od procesu i środowiska otoczenia mogą być konieczne określone powłoki alternatywne Specjalne wykończenia malarskie (epoksydowe, morskie) lub powłoki odporne na korozję (niklowanie, powłoka PTFE) są opcjami dla trudnych i korozyjnych środowisk.

Połączenia i mocowania filtra są również krytycznymi elementami. Niektóre filtry mogą wymagać połączeń kołnierzowych (ANSI, DN, ISO-K) w celu dopasowania do sprzętu lub istniejącej instalacji rurowej. W zastosowaniach wysokiego ciśnienia i średniej/wysokiej próżni niektóre kołnierze będą wymagały specjalnego wykończenia, aby zapewnić idealną powierzchnię uszczelniającą. Połączenia gwintowane są również powszechne i mogą być metryczne (BSPP lub BSPT) lub standardowe amerykańskie (MPT lub FPT), w zależności od norm krajowych i wyposażenia procesowego.

Materiały konstrukcyjne są głównym czynnikiem wpływającym na koszty, dlatego przed sfinalizowaniem budżetu projektu ważne jest, aby zrozumieć, co jest niezbędne, aby wytrzymać proces i warunki otoczenia.

Stopień nieszczelności obudów filtrów próżniowych

Filtr Solberg serii WL do zastosowań próżniowych przechodzi końcowy test certyfikujący - wskaźnik wycieku helu.

Chociaż filtr ma kluczowe znaczenie dla ochrony pompy próżniowej przed zanieczyszczeniem procesowym, musi być również szczelny, aby operator mógł osiągnąć wymagany poziom próżni procesowej. Wybierając filtr próżniowy, poproś o publikację szybkości wycieku (mbar l/s) ze skalibrowanej maszyny do testowania szczelności z użyciem helu, aby upewnić się, że utrzyma ona próżnię podczas pracy.

Rodzaj i wydajność materiału filtrującego

Elementy filtrujące są zbudowane z jednego z wielu rodzajów mediów, w zależności od zanieczyszczenia otoczenia lub procesu oraz warunków pracy. Dostępne są różne wskaźniki mikronowe i wydajności, w zależności od charakteru i wielkości zanieczyszczeń cząstkami. Poliester, filtr papierowy, PTFE, włókno szklane i siatka ze stali nierdzewnej to popularne opcje, a rozmiary mikronów wahają się od submikronowych do makromikronowych.

Ogólna wydajność jest kombinacją materiału filtrującego i prędkości, a zdolność zatrzymywania zależy od konstrukcji elementu (powierzchnia, głębokość, owinięcie lub pofałdowanie). Oprócz cząstek stałych niektóre media są przeznaczone do adsorpcji pary, co wymaga stosowania mediów granulowanych i impregnowanych.

Budowa i uszczelnienie elementu filtrującego

Warunki procesu decydują o tym, czy potrzebne są specjalne komponenty. Na przykład obecność środków chemicznych i wysokie temperatury mogą wymagać zastosowania specjalnych środków do zalewania, aby zapewnić integralność strukturalną. Środowiska korozyjne mogą wymagać elementów nośnych ze stali nierdzewnej 304 lub 316, takich jak zaślepki.

Dodatkowo filtr jest tak dobry, jak jego uszczelnienie, dlatego materiał uszczelki musi być również dostosowany do warunków procesu i zanieczyszczeń. Viton, PTFE i BUNA to trzy popularne typy uszczelek stosowanych w różnych warunkach.

Bezpieczeństwo

Zanieczyszczenia procesowe mogą mieć charakter żrący, piroforyczny lub wybuchowy, dlatego obsługa i serwisowanie przez Operatora muszą być rozważone z wyprzedzeniem. Opcjonalnie dostępne są konstrukcje odporne na eksplozję, takie jak ATEX.

Część pyłu jest piroforyczna i zapala się po nagłym zetknięciu z tlenem, dlatego zintegrowane są dodatkowe funkcje, takie jak porty utleniające, aby zapewnić, że wychwycony materiał będzie bezpieczny dla operatorów podczas konserwacji.

Wymagania instalacyjne

Po określeniu rozmiaru i wydajności filtra niezwykle ważne jest rozważenie dostępnej przestrzeni do instalacji i dostępu do serwisu. Niezależnie od tego, czy jest to instalacja nowa, czy modernizowana, mogą istnieć ograniczenia wynikające z rurociągów, prześwitu nad głową, ciężaru i dostępu fizycznego.

Filtry przemysłowe można projektować i produkować tak, aby pasowały do dostępnej przestrzeni i ograniczeń nowego systemu (pompa próżniowa, dmuchawa lub zespół sprężarki) lub istniejącej instalacji. Masa idzie w parze z rozmiarem, dlatego należy upewnić się, że rurociąg lub miejsce montażu utrzyma filtr zarówno w stanie czystym, jak i brudnym.

Przed montażem należy zapoznać się z odstępem serwisowym niezbędnym do wyjęcia elementu filtrującego z obudowy oraz ciężarem pokrywy filtra i wkładu. Funkcje specjalne, takie jak żurawiki/ramiona podnoszące lub boczne drzwi dostępowe, to dobre opcje upraszczające proces serwisowy i zwiększający bezpieczeństwo dla operatora.

Różnica ciśnień

Ograniczenie w elemencie filtrującym definiuje się jako różnicę ciśnień, zwaną również spadkiem ciśnienia. Zwiększony spadek ciśnienia jest głównym czynnikiem wpływającym na interwał serwisowy. Odstęp ten różni się w zależności od rzeczywistego natężenia przepływu i stopnia zanieczyszczenia.

Projekty filtracji muszą uwzględniać liczbę mikronów elementu, wydajność i powierzchnię, aby zminimalizować różnicę ciśnień, co pozwala na bardziej wydajną pracę systemu. Jeśli różnica ciśnień jest nadmierna, chroniony sprzęt będzie miał trudności z wydajną pracą i osiągnięciem podciśnienia lub ciśnienia wymaganego w procesie.

Różnicę ciśnień można mierzyć i monitorować za pomocą manometrów analogowych lub cyfrowych, które można zintegrować z filtrem lub w kranach znajdujących się w rurociągach procesowych przed i za filtrem. Ta funkcja pozwala operatorowi monitorować stan filtra i ostatecznie wiedzieć, kiedy element wymaga serwisu lub wymiany.

Akcesoria serwisowe/konserwacyjne

Filtry przemysłowe można zaprojektować ze zintegrowanymi funkcjami zapewniającymi wygodną obsługę i konserwację: czyszczenie impulsowe, wyjmowane pojemniki na odpady i systemy automatycznego opróżniania to tylko niektóre z typowych elementów, o które prosili operatorzy/personel konserwacyjny.

W przypadkach, gdy wychwycone zanieczyszczenia są nieszkodliwe, czyszczenie elementu filtrującego może być tak proste, jak użycie szczotki lub sprężonego powietrza w celu usunięcia cząstek. Niektóre media filtracyjne można prać, co może również wydłużyć ich żywotność.

Funkcje zautomatyzowane i samooczyszczające są dobrym rozwiązaniem, jeśli zanieczyszczenie jest niebezpieczne lub wymagana jest praca ciągła.

W filtrach cieczy i zastosowaniach separacji zautomatyzowany system spustowy może pozwolić na ciągłe zbieranie cieczy i obsługę bez przerywania procesu wytwarzania próżni lub ciśnienia.