Решения по фильтрации для пневматической транспортировки

Введение

Пневмотранспортировка является важным процессом для многих отраслей промышленности, включая производство и транспортировку пластмасс, переработку и упаковку пищевых продуктов, а также транспортировку и хранение сельскохозяйственных семян и многие другие. Решения по фильтрации и глушению являются неотъемлемой частью эффективной пневматической транспортной системы. Обязанности варьируются от защиты оборудования для перемещения воздуха до глушения шума, издаваемого оборудованием. Фильтрация необходима для очистки атмосферного воздуха, поступающего в процесс через воздухозаборник/насос и любые клапаны выпуска воздуха или вакуумные предохранительные клапаны в системе. В этой статье обсуждается процесс пневматической транспортировки и важность фильтрации для системы.

Прозрачный бункер и трубопровод позволяют визуально подтвердить, что пневматическая транспортная система работает правильно.

 

Что такое пневматическая транспортная система?

Пневматическая транспортная система — это процесс, в котором воздух используется для перемещения сыпучих продуктов, таких как порошки, гранулы и другие твердые вещества, из точки А в точку Б по трубопроводу или трубке. Успешная транспортировка материала зависит от потока воздуха между начальной и конечной точками системы. Поток обычно достигается с помощью воздуходувки, компрессора, вентилятора или вакуумного насоса.

Проектировщики и строители пневматических транспортных систем будут учитывать тип транспортируемого продукта при выборе наиболее подходящей пневматической транспортной системы.

Это предприятие литья под давлением использует пневматическую транспортную систему для выгрузки пластиковых гранул из железнодорожных вагонов в силосы для хранения и распределения.

 

Основные типы транспортировки

Наиболее распространенным типом пневматической транспортной системы является система с разбавленной или тощей фазой, в которой поток воздуха может быть создан с использованием как напорного, так и вакуумного оборудования. Рабочее давление обычно составляет менее 1 бар (изб.) в условиях давления, а вакуумные системы обычно работают при давлении около 500 мбар. Эти системы используют высокие скорости для псевдоожижения продукта в воздушном потоке.

Пневмотранспорт с плотной фазой применяется как метод перемещения тяжелых, хрупких или абразивных материалов на низкой скорости. Материал перемещается по закрытой трубе с низкой скоростью. Это обеспечивает меньший износ как трубопровода системы, так и транспортируемых материалов. Поэтому плотная фаза часто является системой выбора, когда материалы необходимо транспортировать на большие расстояния.

Пневмотранспорт с плотной и разбавленной фазой используется в сельском хозяйстве для перемещения зерна, кукурузы и других продуктов в силосы для хранения и из них.

 

Скорость сальтации

Обычным фактором в процессе проектирования пневматической транспортировки является расчет скорости сальтации. Скорость сальтации — это скорость воздуха, ниже которой твердые частицы, транспортируемые в процессе, начинают оседать на дне горизонтальных участков труб. Эта информация важна для выбора правильного типа оборудования, необходимого для успешной системы транспортировки. Неправильное оборудование для перемещения воздуха может привести к повреждению транспортируемых продуктов или вообще помешать транспортировке продуктов. Для транспортировки сыпучих материалов, таких как порошок или грануляты, минимальная скорость перемещения воздуха должна быть ВЫШЕ скорости сальтации.

 

Какие типы оборудования для перемещения воздуха используются в пневматической транспортировке

В пневматической транспортировке применяются несколько типов технологий перемещения воздуха, которые будут определяться разработчиком системы. В системах транспортировки под положительным давлением типы оборудования для перемещения воздуха включают:

 

В системах транспортировки под отрицательным давлением (вакуумных) типы оборудования для перемещения воздуха включают:

Пневматическое транспортное оборудование на предприятии по производству кофе. Система использует вакуумные насосы и воздуходувки PD для проталкивания и вытягивания материалов.

 

Почему необходима фильтрация при пневматической транспортировке

Без надлежащей фильтрации пневматическая транспортная система подвергается риску снижения производительности оборудования, включая отказы и загрязнение процесса, что может привести к увеличению затрат на отходы и брак.

Простой процесса является нежелательным и дорогостоящим. Распространенным фактором, способствующим простою процесса, является отказ оборудования, вызванный загрязнением окружающей среды и технологическими материалами, попадающими в оборудование для перемещения воздуха. Этого можно избежать, выбрав правильно указанное решение для фильтрации.

Впускные фильтры и фильтры-глушители играют важную роль в защите оборудования для перемещения воздуха с положительным давлением. Без правильно подобранного фильтрующего решения посторонние предметы, такие как взвешенная в воздухе пыль и частицы, насекомые, животные или оборудование (гайки, болты и т. д.), рискуют попасть в оборудование. Это может привести к отказу машины и простою системы. Добавление высококачественного фильтра для очистки впускного атмосферного воздуха и защиты воздуходувки, компрессора или вентилятора может снизить вероятность простоя. Когда шум в окружающей среде является проблемой, глушение может быть интегрировано с фильтром в компактном решении, называемом глушителем входного фильтра.

В зависимости от условий эксплуатации и возможностей оборудования можно выбрать специальный фильтрующий материал для удовлетворения требований к производительности и эффективности удаления. Например, для упаковки пищевых продуктов может потребоваться высокоэффективный фильтр для улавливания частиц (HEPA) класса E12 для улавливания 99,97% частиц размером 0,3 микрона или выше. В этом сценарии размер фильтра имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы перепад давления на фильтре оказывал незначительное влияние на производительность оборудования.

На стороне процесса/доставки оборудования для перемещения воздуха с положительным давлением часто возникает необходимость в решениях по фильтрации в пневматических конвейерных приложениях. Эти фильтры встроенного типа обеспечивают защиту технологических материалов от посторонних частиц и обеспечивают подачу чистого воздуха. Опять же, размер имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы оборудование для перемещения воздуха могло работать с оптимальными уровнями производительности. В фармацевтической промышленности встроенная фильтрация обычно указывается из-за чувствительного характера перемещаемого продукта. В случае загрязнения стоимость брака продукта может быть чрезвычайно высокой. Во многих случаях потребуется высокоэффективный фильтрующий материал, такой как сверхнизкочастотный воздушный фильтр (ULPA) класса H14 из-за предлагаемых свойств удаления, эффективность удаления 99,995% при 0,1 микрона.

Еще одна потенциальная проблема, которую следует учитывать, — это разделение жидкостей, которые могут присутствовать между оборудованием для перемещения воздуха и процессом. Некоторые технологии используют масло в качестве смазочной жидкости, и в случае отказа масло может попасть в систему транспортировки. Встроенный узел маслоотделителя может гарантировать, что повышенные уровни масла будут успешно удалены из воздушного потока. Это достигается с помощью многоступенчатых решений по разделению, которые включают в себя различные механические технологии, включая отбой, изменение скорости и направления, а также высокоэффективный пакет коалесцирующего масляного тумана на конечном этапе.

В системах транспортировки под отрицательным давлением или вакуумом решения по фильтрации служат защитой для вакуумного насоса. Свойства и характеристики транспортируемого вещества в значительной степени влияют на выбор подходящего типа корпуса фильтра, материалов конструкции и фильтрующего материала, необходимого для оптимизации производительности и долговечности. (например, пластик, цемент, летучая зола, мука, зерно и т. д.) Выбор наилучшего фильтра для работы важен, и есть некоторые факторы, которые следует учитывать при просмотре спецификаций.

Воздуходувка PD с глушителем входного фильтра, защищающая транспортировку цемента.

Например, каков размер частиц транспортируемого продукта в микронах? Если это грубый продукт, такой как пластиковые гранулы, то для работы, скорее всего, будет достаточно промышленного полиэфирного материала с эффективностью 5 микрон.

Каковы уровни входящей пылевой нагрузки? Во многих системах пневматической транспортировки твердые частицы могут вызывать затруднения в работе фильтра. Если твердые частицы оказываются экстремальными, фильтры могут очень быстро засоряться, что приводит к чрезмерным интервалам технического обслуживания и простоям процесса. В этих сценариях один первичный узел фильтра может быстро перегружаться, что приводит к высоким перепадам давления и снижению производительности оборудования, если фильтр не обслуживается должным образом. Идеальным решением в этом случае является многоступенчатая система фильтрации с предварительным очистным узлом для обработки основной части пыли, за которым следует первичный твердый фильтр. Механический предварительный очиститель, такой как серия SM Spinmeister®, производимая Solberg, использует импеллер для центробежного отделения частиц размером 15 микрон и более из воздушного потока. Предварительный очиститель Spinmeister® удаляет большую часть пыли и частиц, позволяя первичному фильтру работать в течение более длительного периода, увеличивая интервалы технического обслуживания для операторов.

Другой вариант специального решения включает в себя самоочищающуюся систему фильтрации фильтра, такую ​​как серия RST с обратным импульсом, разработанная Solberg. Система обратного импульса использует сжатый воздух для продувки загруженного фильтрующего элемента от собранной пыли, что делает ее самоочищающейся системой фильтрации. Оба варианта помогают продлить срок службы первичного фильтра, тем самым увеличивая интервалы технического обслуживания и ремонта. Результатом является максимальное время безотказной работы процесса.

Группа серии ST Solberg защищает пневматическую транспортную систему для переработанного материала на заводе по экструзии пластика.

В условиях высоких температур, когда поток газа превышает 100 °C, фильтрующий материал необходимо адаптировать к рабочей среде. В зависимости от требований к эффективности фильтрации можно выбрать подходящий высокотемпературный фильтрующий материал для обеспечения долговечности. Среди прочего, в качестве материала можно выбрать арамидное волокно, стекловолокно и плетеную нержавеющую сталь.

Если в процессе задействована влага, многоступенчатый сепаратор жидкости / узел вакуумного фильтра предназначен для решения проблемы, связанной с процессом. Большинство технологий вакуумных насосов плохо работают при загрязнении жидкостью, поэтому важна правильная фильтрация и разделение.

Если в жидкости содержатся едкие химикаты или едкие вещества, материалы конструкции фильтра и фильтрующего элемента должны быть стойкими. Материалы, подходящие для коррозионных сред, включают нержавеющую сталь, алюминий или пластик для корпусов и различные синтетические или металлические материалы для фильтрующих элементов. Специальные покрытия, такие как ПТФЭ или многослойные комбинации грунтовки и краски, могут быть нанесены на металлические корпуса для повышения коррозионной стойкости.

Некоторые технологии вакуумных насосов, такие как роторно-лопастные, роторно-винтовые, роторно-поршневые и жидкостно-кольцевые, используют масло в качестве смазочной жидкости. В тяжелых условиях эксплуатации вакуумный насос может выбрасывать масляный туман и дым в рабочую среду. Хотя большинство систем вакуумных насосов с масляным уплотнением оснащены сепаратором воздуха/масла, иногда необходим фильтр-полировщик, чтобы поддерживать чистоту рабочей среды и отсутствие масляного тумана. Внешний уловитель масляного тумана, использующий технологию коалесценции масляного тумана из стекловолокна, будет работать для удаления вентилируемых масляных выбросов из вращающегося оборудования. С эффективностью удаления 99,97% при 0,3 микрона результатом является гораздо более чистая рабочая среда для операторов на объекте.

Еще одна область, где фильтрация важна в пневматической транспортной системе, — это клапаны сброса воздуха или вакуумные предохранительные клапаны. Когда срабатывает клапан сброса воздуха или вакуумные предохранительные клапаны, воздух попадает в систему и может вносить загрязняющие вещества в поток технологического воздуха. Добавление фильтра в этой точке входа воздуха обеспечивает защиту оборудования, перемещающего воздух, и помогает обеспечить целостность продукта для конструкций двухтактных систем. Фильтр-глушитель является популярным выбором, поскольку функции шумоподавления помогают снизить шум, издаваемый системой, который вызывается воздухом, проходящим через отверстие клапана. Без глушителя шум может быть высоким и неприятным для человеческого уха.

Фильтры-вентиляционные устройства для силоса являются важной частью системы. Они очищают воздух, выходящий из силоса, который содержит частицы продукта, вдуваемого в силос. Правильно подобранный воздушный фильтр или фильтр-глушитель помогут минимизировать выброс продукта в окружающую среду. Как и для всех описанных фильтров, размер является критическим фактором, который обеспечивает минимальное ограничение для оборудования, которое он призван защищать.

 

Как фильтрация влияет на эффективность фильтрации

Все фильтры требуют периодического обслуживания. Без регулярных проверок фильтр может быть загружен загрязняющими веществами, что приведет к чрезмерному падению давления и снижению производительности системы. Различные типы фильтрующих материалов могут обслуживаться по-разному. Некоторые из них спроектированы как отдельные элементы, например, большинство бумажных фильтрующих элементов. Некоторые синтетические материалы, такие как полиэстер, можно очищать путем промывки, чистки щеткой или пылесосом для удаления скопившейся пыли. Важно внедрить график профилактического обслуживания, чтобы обеспечить максимальное время безотказной работы процесса.

 

Особые соображения

Сертификация ATEX часто запрашивается в пневматических конвейерных приложениях. Это стандарт Европейского союза, который стремится свести к минимуму возможность взрывов, связанных с оборудованием, работающим в потенциально взрывоопасных газообразных или пыльных средах. Фильтрующие узлы могут потребовать сертификации ATEX, поскольку они потенциально являются источником воспламенения из-за накопления статического электричества. Корпус фильтра с сертификатом ATEX спроектирован таким образом, что корпус, фильтрующий элемент и все другие компоненты являются электропроводящими и, следовательно, неспособны накапливать статический заряд при правильном заземлении. Фильтрующие изделия с сертификатом ATEX проходят строгий режим испытаний. Паспортные таблички и документация, подтверждающая подходящие условия эксплуатации, являются стандартными для каждого корпуса фильтра.

Этот глушитель входного фильтра ATEX защищает от загрязнения, когда воздушный шлюз подает материал в конвейерную линию.

 

Материалы конструкции из нержавеющей стали часто требуются для того, чтобы фильтрующий узел соответствовал конкретным требованиям применения, предотвращал проблемы с коррозией или минимизировал общий износ. В зависимости от отрасли и характера процесса требования варьируются от нержавеющей стали 304 до 316L. В приложениях, где рабочая среда суровая или характер транспортируемого продукта особенно агрессивен, на металлический корпус фильтра могут быть нанесены специальные покрытия, чтобы выдержать испытание, например, покрытия ПТФЭ, высококачественные эпоксидные смолы или краски из нержавеющей стали.

В некоторых случаях, когда рабочее давление превышает 0,5 бар (7,5 фунтов на кв. дюйм), может потребоваться конструкция PED (Директива по оборудованию, работающему под давлением) или ASME Section VIII для соответствия стандартам безопасности для региона. Стандарты сосудов под давлением различаются в зависимости от страны и региона, поэтому важно знать местные требования при выборе фильтрации для пневматической транспортной системы.

 

Заключение

Хотя при проектировании эффективной пневматической транспортной системы необходимо учитывать несколько переменных, одно остается неизменным: фильтрация имеет важное значение. Правильные решения для фильтрации защитят оборудование для перемещения воздуха и сохранят чистоту транспортируемого продукта.

Solberg Manufacturing является ведущим в отрасли экспертом по всем типам воздушных и газовых фильтров, а также пароуловителей, глушителей и сменных элементов. Чтобы узнать больше о наших решениях по фильтрации или разместить заказ, свяжитесь с нами через онлайн-форму, и представитель команды Solberg свяжется с вами в ближайшее время.