Budowa i działanie filtra workowego: plusy i minusy + szczegóły wymiany worka filtracyjnego

Oczywiście przestrzeganie norm ekologicznych jest ważnym warunkiem pomyślnego i bezpiecznego funkcjonowania każdej produkcji. Oczyszczanie powietrza zanieczyszczonego produktami przetwarzania jest podstawowym wymogiem dla przedsiębiorstw wydobywczych, cementowych, chemicznych, młynarskich, hutniczych i innych, w których działalności powstaje duża ilość pyłu, sadzy i innych mikroskopijnych zanieczyszczeń.

Jednak nowoczesne konstrukcje oczyszczające pozwalają skutecznie rozwiązać problem nadmiernego zapylenia powietrza: budowa i działanie filtra workowego są ukierunkowane właśnie na usuwanie najdrobniejszych cząsteczek szkodliwych zawiesin. Po zamontowaniu tego zespołu cały pył i brud osadzają się na ściankach filtra, a do atmosfery emitowane jest lżejsze i pozbawione zanieczyszczeń powietrze.

W tym materiale przyjrzymy się budowie i zasadom działania filtra workowego, poznamy sposoby jego samooczyszczania i wymiany, a także ujawnimy zalety i wady tej konstrukcji oczyszczającej.

Konieczność oczyszczania powietrza w produkcji

Kryzys ekologiczny na planecie pogłębia się z każdym dniem. Zakłady produkcyjne odgrywają w tym nie ostatnią rolę: wycieki chemikaliów, zanieczyszczanie zbiorników wodnych ściekami oraz emisje pyłów mają skrajnie negatywny wpływ zarówno na stan przyrody, jak i na zdrowie ludzi.

Oprócz bezpośredniej szkody dla pracowników i mieszkańców mieszkających w pobliżu zakładu, pył wyrządza szkody również samemu przedsiębiorstwu. Osad pyłowy szkodliwie wpływa na pracę urządzeń, pogarsza stan systemu wentylacyjnego i wymienników ciepła. Czynniki te mogą prowadzić do obniżenia jakości wytwarzanych produktów, a nawet zwiększyć ich koszt własny z powodu awarii i szybszego zużycia używanego sprzętu.

Tłumienie pyłu w zakładach przemysłowych organizowane jest różnymi metodami. Oprócz wychwytywania zawiesin za pomocą specjalnych filtrów można zastosować system zamgławiania, dzięki któremu cząstki brudu osadzają się wraz z mikrokroplami wody.

Dlatego właśnie wysokiej jakości wychwytywanie i neutralizacja pyłu jest nieodłącznym etapem całego procesu technologicznego w produkcji. Filtr workowy skutecznie radzi sobie z powierzonymi zadaniami i chroni nie tylko przyrodę i ludzi, ale także urządzenia zakładu.

Jak zbudowany i działa filtr workowy?

Urządzenie oczyszczające z filtrem workowym może być stosowane zarówno jako część wentylacji wewnętrznej, przewidującej powrót oczyszczonego powietrza do pomieszczenia, jak i jako system całkowitego oczyszczania powietrza przed jego wypuszczeniem do środowiska.

Filtr workowy stanowi dość prostą konstrukcję, która składa się z podstawowych elementów:

• korpusu dla zespołów filtracyjnych;
• komór dla czystego i brudnego powietrza;
• zasobnika i podpory;
• zaworu wlotowego, przez który przechodzi mieszanka powietrza;
• worka filtrującego lub zespołu worków, które znajdują się na drodze przepływu powietrza;
• zaworu wylotowego z regulatorem ciśnienia, przepuszczającego oczyszczony strumień;
• systemu regeneracji filtra, który pozwala na okresowe oczyszczanie worka z pyłu.

Konstrukcja urządzenia jest zaprojektowana do przepuszczania dość dużej ilości powietrza lub gazu. Strumienie wciągane przez zawór wlotowy przechodzą przez system, pozostawiając cząstki zanieczyszczeń pyłowych lub sadzy na powierzchni filtra na bazie tkaniny lub włókniny.

Na powyższym schemacie wyraźnie pokazano budowę filtra workowego oraz kierunek przepływu strumieni zanieczyszczonego i oczyszczonego powietrza w systemie oczyszczania powietrza.

Filtr może być pojedynczy, jednak bardziej skuteczne pozostają zespoły z baterią worków, które efektywniej oczyszczają powietrze. Po przejściu przez worek oczyszczone powietrze wypuszczane jest przez zawór wylotowy wyposażony w automatykę do regulacji ciśnienia.

W rzeczywistości konstrukcja spełnia trzy podstawowe zadania:

• skutecznie oczyszcza mieszaninę gazowo-powietrzną z zanieczyszczeń;
• zapewnia równomierność obciążenia pyłem;
• reguluje ilość powietrza doprowadzanego do filtracji.

Separacja drobnych cząstek znajdujących się w powietrzu wywiewanym umożliwia zapewnienie odpowiedniej czystości wypuszczanego strumienia. Niepożądane zawiesiny są trwale zatrzymywane wewnątrz worka, który samoczynnie oczyszcza się podczas fazy regeneracji.

Podstawowe rodzaje worków filtracyjnych

Wybór odpowiedniego filtra workowego opiera się na specyfice produkcji oraz charakterze pyłu wytwarzanego w jej procesie. Głównymi kryteriami, na które należy się opierać przy doborze tego urządzenia, są wydajność instalacji i głębokość oczyszczania powietrza wlotowego. Pozostałe parametry są indywidualne: stopień ich ważności zależy od warunków produkcyjnych.

Przykładowo, wybór materiału, z którego wykonany jest filtr, całkowicie zależy od właściwości zanieczyszczeń pyłowych powstających podczas produkcji.

Nr 1: Różnica w wydajności urządzenia

Filtry workowe dzielą się na dwa podstawowe typy: okrągłe i płaskie. Pierwszy typ jest przeznaczony do eksploatacji w zakładach o dużym obciążeniu pyłem i jest w stanie przepuszczać oraz oczyszczać dość poważne ilości powietrza: ponad 100 tys. m³ na godzinę.

Jednak eksploatacja tak wydajnego urządzenia wymaga dodatkowego doprowadzenia sprężonego powietrza do systemu. Przepływy mogą osiągać 4000 l na minutę.

Płaskie worki mają skromniejszą wydajność, ale posiadają bardziej kompaktową konstrukcję. Podobne systemy czyszczące nadadzą się do hal z niewielkim obciążeniem pyłem.

Nr 2: Klasyfikacja według sposobu montażu worków

Według typu montażu systemy z filtrami workowymi mogą być pionowe lub poziome. Te ostatnie pozostają bardziej efektywne, ponieważ przepuszczają większą ilość powietrza lub gazu.

Sama droga przepływu przez wór jest dość długa, dlatego pory materiału filtra wychwytują więcej zanieczyszczeń.

Rozróżnia się worki również pod względem kształtu: elipsoidalne, cylindryczne, prostokątne.

Nr 3: Odmiany według materiału wykonania

Na klasyfikację i zasadę działania filtra workowego wpływa również materiał, z którego wykonany jest element filtracyjny. Często jest on wykonany z tkaniny.

Materiał, z którego wykonany jest filtr workowy, ma bezpośredni wpływ również na odporność urządzenia na zużycie. Niektóre rodzaje tkanin są mniej podatne na rozdarcia i rozszczelnienia, co przyczynia się do rzadszej wymiany filtra.

Mogą to być zarówno naturalna bawełna lub wełna, jak i materiały syntetyczne:

• poliester;
• włókno szklane;
• poliamid;
• meta-aramid;
• politetrafluoroetylen;
• poliakrylonitryl itp.

Wybór materiału worka opiera się na rodzaju produkcji, charakterystyce filtrowanej mieszaniny, dyspersji i właściwościach pyłu, agresywności środowiska.

Ostatnio szczególną popularnością cieszą się filtry włókninowe o bardziej jednorodnej i drobnoporowatej strukturze, które dzięki włóknistej powierzchni zatrzymują więcej zanieczyszczeń.

Nr 4: Klasyfikacja według sposobu regeneracji

Metodę odnowy filtrów można uznać za kolejną kategorię klasyfikacji tych urządzeń. Regeneracja zespołu workowego jest ważnym etapem pracy konstrukcji, dlatego warto poświęcić jej szczególną uwagę.

Najpopularniejszym sposobem regeneracji filtrów workowych jest przedmuch impulsowy, pokazany na powyższym schemacie. Jednakże taka metoda czyszczenia nie jest odpowiednia dla wszystkich rodzajów produkcji.

W rzeczywistości regeneracja to proces czyszczenia worka z nagromadzonego brudu.

Procedura może być przeprowadzana kilkoma metodami, których wybór zależy od rodzaju pyłu:

1. Czyszczenie wibracyjne, podczas którego worek lub bateria worków są intensywnie wstrząsane, po czym cząstki zanieczyszczeń spadają do specjalnego zbiornika w celu późniejszego usunięcia. Z niego pył jest usuwany za pomocą systemu transportu pyłu: przenośnika ślimakowego lub pneumatycznego, obrotowej śluzy, łańcucha zgarniającego, zasuwy nożowej lub klapowej.
2. Przedmuch impulsowy lub czyszczenie pneumatyczne. Filtr jest poddawany przedmuchowi impulsowemu lub czyszczeniu pneumatycznemu za pomocą przeciwprądu powietrza, który wybija mikrocząstki z porów.
3. Czyszczenie kombinowane. Bateria lub pojedynczy worek są poddawane czyszczeniu kombinowanemu, podczas którego filtr jest wstrząsany i poddawany strumieniom czystego powietrza.

Czyszczenie wibracyjne może odbywać się nie tylko automatycznie: proces regeneracji czasami jest wykonywany ręcznie za pomocą specjalnej dźwigni i nazywany jest mechanicznym czyszczeniem worka.

Najczęściej jednak proces regeneracji odbywa się automatycznie dzięki pracy czujników zanieczyszczeń, które reagują na ilość zebranego brudu i określają ciśnienie oraz przepustowość worka. Jeśli ciśnienie na wylocie konstrukcji spada, czujnik uruchamia proces przedmuchu lub mechanizm wstrząsania.

Regeneracja jest systematyczna i pozwala znacznie wydłużyć okres eksploatacji filtra workowego. Średnio czas użytkowania elementu filtracyjnego może wynosić do trzech lat.

Przy niskim obciążeniu pyłem w warunkach nieagresywnego środowiska na małym obszarze produkcyjnym, pełne funkcjonowanie filtra workowego może osiągnąć nawet pięć lat, po których upływie konieczna będzie jego planowana wymiana.

Specyfika wymiany filtra workowego

Podobnie jak montaż, wymiana zużytych filtrów odbywa się na podstawie dokumentacji projektowej oraz warunków, w których działa urządzenie oczyszczające.

Uwzględnia się wiele kluczowych czynników:

• obciążenie pyłem;
• dyspersyjność pyłu i jego właściwości;
• charakterystyka środowiska pracy;
• wydajność samego filtra;
• miejsce montażu;
• głębokość oczyszczania mieszaniny itp.

Jeśli w baterii uszkodzony jest tylko jeden worek, można odciąć jego działanie bez wymiany. W tym celu filtr jest zatyka na poziomie rury sitowej. Nie trzeba przy tym usuwać rury przedmuchowej ani ramy.

Wymiana filtra rękawowego jest przeprowadzana po jego całkowitym zużyciu lub spadku skuteczności regeneracji. Jeśli w materiale pojawią się przelotowe otwory, wymiana może nastąpić znacznie wcześniej niż przewidziany termin.

Jeżeli zespół wymaga całkowitej wymiany, należy wykonać następujące czynności:

1. Zamknij klapy na wlocie i wylocie do przedziału, jeśli przewidują to cechy konstrukcyjne systemu.
2. Przez okno inspekcyjne zdejmij rurę przedmuchową prowadzącą do wymienianego rękawa lub baterii.
3. Zdejmij stelaż rękawa.
4. Usuń rękaw z konstrukcji. Można go podnieść przez ruszt rurowy albo zrzucić do zasobnika pyłu. W tym drugim przypadku filtr trzeba będzie usunąć z przedziału przez okno inspekcyjne.
5. Zamontuj nowy rękaw w odwrotnej kolejności. Po podłączeniu zamocuj stelaż, doprowadź rurę przedmuchową.

Po czynnościach wymiany należy przeprowadzić rozruch próbny urządzenia, aby upewnić się o jego sprawności.

Wymianę lepiej powierzyć wyspecjalizowanej firmie, której pracownicy posiadają umiejętności i doświadczenie w demontażu i montażu filtrów rękawowych.

Na naszej stronie znajduje się również artykuł ze szczegółową instrukcją dotyczącą wymiany filtra w wentylacji nawiewnej.

Zalety i wady urządzeń

Jak każde inne urządzenie i system oczyszczające, na przykład aspiracja, filtr rękawowy ma swoje cechy eksploatacyjne, w trakcie których ujawniają się charakterystyczne zalety i wady systemu.

Zalety takiego zespołu są znacznie większe niż wady, dlatego filtry rękawowe są szeroko stosowane w różnych gałęziach produkcji.

Wyposażenie systemu wentylacji z filtrem rękawowym nadaje się nie tylko do dużych i skomplikowanych zakładów produkcji, na przykład w branży metalurgicznej. Podobny system filtracji powietrza jest odpowiedni również w małych warsztatach produkujących meble, kostkę brukową i inne rzeczy.

Do niezaprzeczalnych zalet filtrów rękawowych można zaliczyć następujące cechy:

1. Konstrukcja jest uniwersalna, dzięki czemu łatwo integruje się z systemami wentylacyjnymi i oczyszczającymi różnych gałęzi przemysłu.
2. Zespół z filtrem rękawowym łatwo wbudowuje się w linię technologiczną i jest mało wymagający co do powierzchni potrzebnej do jego instalacji.
3. Stopień oczyszczania mieszanki gazowo-powietrznej sięga 90-99%, co jest skrajnie wysokim wskaźnikiem dla systemu oczyszczania na sucho.
4. Filtracja zachodzi równie efektywnie zarówno przy skrajnie niskiej temperaturze powietrza, jak i w warunkach ogrzewanego pomieszczenia.
5. Sterowanie zespołem jest bardzo proste i może być w pełni zautomatyzowane.
6. Planowa wymiana zużytych filtrów rękawowych odbywa się co dwa do trzech lat.

Oprócz zalet filtr rękawowy ma również niewielkie wady. Główną z nich jest konieczność doprowadzenia sprężonego powietrza w warunkach filtracji objętości powietrza większych niż 150 m³ na godzinę.

Dla określonych typów produkcji lub agresywnych warunków eksploatacji mogą być potrzebne filtry z drogich materiałów, na przykład z włókna szklanego lub meta-aramidu, które są bardziej odporne na zużycie.

W systemie wentylacji wykorzystuje się również inne rodzaje filtrów. Więcej o powietrznych i węglowych systemach filtracji mówiliśmy w następnym materiale.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Budowa i zasada działania systemu oczyszczania z filtrem workowym są pokazane na poniższym filmie:

Proces testowania worków i mechanizm czyszczenia filtrów zostały zaprezentowane przez producenta urządzeń oczyszczających:

Filtr workowy to jeden z najprostszych i najskuteczniejszych sposobów suchego oczyszczania powietrza z pyłów różnego pochodzenia. Uniwersalny system można z powodzeniem zintegrować z niemal każdym procesem technologicznym, w którym powstają duże ilości medium filtracyjnego wymagającego maksymalnego usunięcia niepożądanych zawiesin. Worki są dość proste w wymianie, nie wymagają skomplikowanej ani kosztownej konserwacji. Dlatego właściciele zakładów produkcyjnych z pewnością powinni przyjrzeć się tego typu oczyszczaniu powietrza wywiewanego.

Czy chciałby Pan/Pani uzupełnić powyższy materiał o przydatne informacje lub opowiedzieć o specyfice stosowania filtrów na podstawie własnego doświadczenia? Proszę napisać swoje uwagi i uzupełnienia, zadawać pytania naszym ekspertom – blok kontaktowy znajduje się poniżej.