Entstaubung mit Filter-Packs und Nanofasern

Der Autor: Andreas Kiy Director IAF Central & East Europe, Donaldson Filtration Deutschland

Fasern bereiten in Entstaubungsanlagen Probleme, da sie sich ineinander schieben und regelrecht verheddern. Dabei bilden sich zwischen den Schlauchfiltern häufig Staubkuchenbrücken, die den Luftdurchsatz behindern und im schlimmsten Fall den Filter vollständig verstopfen. Als das holländische Isover-Werk in Etten-Leur eine vorhandene Absauganlage in der Mineralwolleproduktion ersetzen musste, hoffte man mit dem Einbau einer leistungsfähigeren Entstaubungsanlage auf eine Verbesserung dieser Situation. Projektingenieur René van Gurp: „Als die Anlage in der Schneid- und Stapelstation einer Produktionslinie ihre Leistungsgrenze erreicht hatte, wollten wir zunächst eine neue Schlauchfilter-Entstaubungsanlage installieren.“

Die Donaldson-Ingenieure besichtigten das Werk, machten sich ein Bild von der Anwendung und unterbreiteten einen Alternativvorschlag. Zu dieser Zeit bereitete das Unternehmen gerade die Markteinführung seiner PowerCore-Entstaubungstechnologie vor, die bessere Resultate in diesem kritischen Anwendungsbereich versprach. Die PowerCore-Anlagen basieren auf Filter-Packs, die das von Donaldson patentierte Ultra-Web-Medium mit einer robusten, wellenförmigen Filterkonfiguration kombinieren. Dem Medium gelingt es, mehr Staub an der Oberfläche abzuscheiden. Die höhere Leistung ermöglicht es, die Abmessungen der gesamten Anlage zu verringern. In der Praxis bedeutet das: Eine frei stehende PowerCore-Entstaubungsanlage der CPC-Baureihe ist bis zu 50 % kleiner als herkömmliche Schlauchfilter-Entstaubungsanlagen; eine CPV-Siloentstaubungsanlage nimmt sogar bis zu 70 % weniger Raum ein.

Diese Vorteile der PowerCore-Technologie klangen vielversprechend und Isover war daran interessiert, die Technologie vor der offiziellen Einführung am europäischen Markt zu testen. René van Gurp: „Anfangs waren wir skeptisch, da es sich um eine neue Filtertechnologie handelte. Wir waren aber damit einverstanden, eine Power-Core-Entstaubungsanlage zu testen“. Die Anlage wurde installiert und arbeitete auch nach 400 Stunden einwandfrei: „Der Filter verstopfte kein einziges Mal, der Druckverlust stabilisierte sich auf 25 mm WS bzw. 25 daPa und wir waren von der Sauberkeit der Reinluftseite der Filterkammer beeindruckt.“

Die PowerCore-Anlage hat bewiesen, dass sie in der Lage ist, die Herausforderungen zu meistern, die sich aus der Struktur der Glaswolleschnittstücke ergeben. Isover bestellte daraufhin eine Anlage mit 20 000 m3/h Durchflusskapazität zum Einbau in eine der Produktionslinien. Die Anlage wurde nur in einem Detail an die werksspezifischen Anforderungen angepasst: Ein komplexes Staubbeseitigungssystem verhindert – zusammen mit der pneumatischen Fördereinrichtung – die Staubkuchenbildung im Staubabzug. Inzwischen ist diese Anlage seit sechs Monaten in Betrieb und die Ingenieure bei Isover sind mit den Resultaten zufrieden. René van Gurp: „Es gibt bis heute keinen nennenswerten Anstieg des Druckverlustes. Deshalb gehen wir davon aus, dass die Filter-Packs die erwartete Standzeit von einem Jahr sogar noch übertreffen. Wir hatten in dieser Produktionslinie noch keinen einzigen Stillstand aufgrund einer Filterverstopfung.“

Die Gründe für die hohe Leistung von PowerCore unter diesen kritischen Bedingungen sind die optimierte Luftstromführung, das patentierte Impulsabreinigungssystem und das Filtermedium Ultra-Web. Walter Hompes: „In konventionellen Gewebefiltern kommt es zu Staubkuchenbildungen zwischen den Filtern, wenn die Reinigungsimpulse den akkumulierten Staub entlang der Filter nach unten stoßen, wo er sich häufig in den unteren Zwischenräumen ansammelt. Bei einem Werkstoff wie Glaswolle, der zum Verkleben neigt, kann die Staubansammlung zu einem Staubkuchen agglomerieren, der den Luftdurchsatz blockiert.“ Die PowerCore-Anlagen wurden mithilfe computergestützter Strömungsmodelle entwickelt, um den Rohlufteintritt und deren Eintrittsgeschwindigkeiten in das Filter-Pack so zu lenken, dass kein Staubkuchen entsteht. Sogar die leicht verklebenden heißen Glasfasern werden effizient daran gehindert, Agglomerationen zu verursachen. Der Reinigungsimpuls des Impulsabreinigungssystems erfasst das gesamte Filtermedium und pulsiert den Staub aus den wellenförmigen Kanälen heraus. Eine Staubkuchenbildung zwischen den Filtern und die daraus resultierenden Verstopfungen werden auf diese Weise erfolgreich vermieden.

Das Filtermedium Ultra-Web ist ein wichtiger Faktor für die Leistungsfähigkeit der PowerCore-Entstaubungstechnologie. Ultra-Web weist eine Rückhalterate von 99,999 % bei einer Partikelgröße von 0,5 µm auf. Das Filtergewebe aus Nanofaser mit Durchmessern von nur 0,2 bis 0,3 µm bildet ein widerstandsfähiges, gewebeartiges Netz mit Faserzwischenräumen, die deutlich kleiner sind als bei konventionellen Filtermedien. Das hat den Vorteil, dass Partikel im Submikro- und Mikrobereich schon an der Filteroberfläche zurückgehalten werden und sich nicht erst in der Tiefe des Filtermediums absetzen. Deshalb weisen Filter mit Ultra-Web-Medium auch nach langen Standzeiten noch sehr niedrige Differenzdrücke auf.

Mit Ultra-Web und der strömungsoptimierten Form der PowerCore-Filter-Packs gelingt es, eine höhere Staubkonzentration an der Oberfläche der Gewebekanäle zu erzielen als dies mit konventionellen Gewebefiltern aus tiefenbelastetem Standard-540g/m2-Polyester möglich ist. Dies führt zu der hohen Leistungssteigerung auf kleinstem Raum bei geringsten Druckverlusten und minimiertem Energieaufwand – auch in komplexen Anwendungen.

Online-Info: www.cav.de/0411436