Filtertechnik mit System

Elke Straub

Pneumatische Förderanlagen haben einen weiten Anwendungsbereich. Luft- bzw. Trägergas transportiert das Schüttgut in einer Produktionsanlage zu Stationen, an denen es weiterverarbeitet wird, beispielsweise dosiert, gewogen, etc.. Am Ende der Prozesskette muss die Luft wieder vom Schüttgut getrennt werden. Das transportierte Produkt wird gefiltert und in den Prozess zurückgeleitet oder gesammelt. Das Trägergas gelangt als Reingasstrom wieder in die Umgebung. ts-systemfilter passt den Filterapparat individuell an die jeweiligen Prozessparameter an.

Der Filterapparat besteht aus den Filtergehäusen in Aluminium oder Edelstahl, die Oberfläche kann bei Bedarf behandelt, z. B. elektropoliert, werden. Das Kernstück des Filterapparates bilden patentrechtlich geschützte Filterelemente. Grundsätzlich ist hier die Wahl zwischen Sternfilter und Filterschläuchen möglich. Sternfilter haben den Vorteil, eine große Filterfläche auf kleinem Raum unterzubringen. Als Filtermedien werden wahlweise Zellulose, Polyester, Polypropylen, Polyethylen, Polyphenylensulfid, aromatisches Polyamid, mit oder ohne PTFE-Oberfläche, eingesetzt. Optional ist auch eine leitfähige Ausführung erhältlich. Das Filtermedium wird passend zu den Prozesseigenschaften ausgewählt. Die Sternfilter sind in Längen von 200 bis 1000 mm und mit nahezu frei wählbarer Faltenanzahl, die Filterschläuche in Längen von 600 bis 2400 mm erhältlich. Für die Befestigung der Sternfilter stehen drei Systeme zur Verfügung:

In den Filterschläuchen ist ein Schnappring für die Befestigung eingearbeitet. Die Form wird durch flexible Stützfedern (Offenlegungsschrift DE 199 15 441) erhalten.

Für eine pneumatische Förderung mit Luftmengen von 1 bis 6 000 m³/h werden Filterapparate mit Gehäusedurchmessern von 200 bis 1000 mm eingesetzt. Sonderbauformen bis 5 m Durchmesser sind möglich. Bei den Standardgehäusen variiert die Gesamtfilterfläche zwischen 0,2 m² und 75 m², bei Sternfiltern oder bei Filterschläuchen zwischen 0,2 und 25 m². Die Filterelemente werden vollautomatisch mittels Druckluftimpulsen oder und mit einem mechanischen Klopfmotor regeneriert. Zubehör wie Wetter- oder Schallhauben, Druckausgleichsventile, Zuluftsicherung, druckfeste Bauweise bis 10 bar und Explosionsschutz (ATEX) runden das Programm ab.

Ein konkretes Einsatzbeispiel für die beschriebene Filtertechnik ist die Herstellung von Dragees. Dabei muss Zuckerstaub abgeschieden werden. Das Zucker/Luftgemisch kommt aus einem Dragierkessel, in dem die Dragees mit Zucker überzogen werden. Der Zucker soll das Verkleben der Dragees verhindern.

Zehn Dragieranlagen werden mit Dragees befüllt. In unregelmäßigen Abständen wird Sirup in die Dragieranlage zugegeben. Dieser Vorgang dauert einige Stunden. Zusätzlich wird konditionierte Luft in jeden Dragierkessel eingeblasen. Die Durchsatzmenge ist 40 kg Produkt in acht Stunden, davon werden 20 kg in der ersten Stunde eingebracht. Der abzuscheidende Zuckerstaub hat eine Korngröße von 5 µm, eine untere Explosionsgrenze von 60 g/m³, einen maximalen Explosionsüberdruck von 8,2 bar und einen KSt-Wert von 59 bar m/s. Die Prozessanlage steht an einer Meeresküste, der Aufstellungsort des Filterapparates ist im Freien. Es herrscht überwiegend mediterranes Klima mit warmen, trockenen Sommern und niederschlagreichen Wintern. Die Außentemperaturen schwanken zwischen 15 und 45 °C bei einer Umgebungsfeuchte von 30 bis 90 %. Die Beschichtung der Dragees erfordert einen Volumenstrom von circa 14 000 m³/h zum Transportieren des trockenen Zuckerstaubs, der dann entstaubt werden muss.

Für diese Prozessparameter wurde der Filterapparat C 50 24 245/scr 023 AS ausgelegt.

Gewählt wurde ein Produktfilterapparat aus Spezialaluminium mit Trichterabscheider. Seine Abmessungen betragen 6,4 m in der Höhe und 2,4 m im Durchmesser. Durch einen seitlichen Ansaugstutzen wird der Volumenstrom in das Filtergehäuse geführt. Filterschläuche aus Polyester mit einer PTFE-Beschichtung bilden die Trennebene zwischen Roh- und Reingasseite.

Bei der ersten Inbetriebnahme der Filterschläuche baut sich eine Filterhilfsschicht auf, die für die Filtration notwendig ist und auf Dauer erhalten bleiben sollte. An diese Filterhilfsschicht lagern sich während des Prozesses weitere Staubpartikel an, ein Filterkuchen baut sich auf. Dieser Filterkuchen muss von Zeit zu Zeit abgeworfen werden, um die Druckdifferenz zwischen Roh- und Reingasseite im Gleichgewicht zu halten. Dadurch wird die Filterfläche regeneriert und weitere Staubpartikel werden aus dem Luftstrom gefiltert. Die Regeneration der Filterschläuche erfolgt kontinuierlich mittels Druckluftimpulsen. Eine Zeitsteuerung steuert den Ablauf. Hier wurde eine Pausenzeit der Regeneration von zehn Minuten eingestellt. Mit dieser Pauseneinstellung liegt der Druckluftverbrauch bei einem Netzdruck von 6 bar bei 15 l entspannte Luft pro Minute.

Das abgeschiedene Produkt wird in einem Trichter aufgefangen und mit einer Zellenradschleuse in den Prozess zurück geführt. Der Trichter ist mit einer Füllstandmessung ausgerüstet. Ein Ventilator zur Erzeugung des Volumenstroms ist separat aufgestellt und mit der Reingasseite des Filters durch Rohre verbunden. Da das abzuscheidende Produkt explosionsfähig ist, sind auf der Reingasseite des Filterapparates Druckentlastungen angebracht. Sie bestehen aus mehreren Bersteinrichtungen, die bei einer möglichen Staubexplosion den Explosionsdruck reduzieren. Zusätzlich sind zwei Druckausgleichsventile auf der Reingasseite angebracht, die ein mögliches Implodieren des Filterapparates und das Eindringen von Luftfeuchte im Stillstand verhindern. Wird im Filterapparat ein bestimmter Unterdruck erreicht, öffnet sich das Ventil, um den Unterdruck mit der Außenluft auszugleichen. Nach dem Druckausgleich schließt das Ventil wieder.

dei 429

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