Saubere Luft für alle

Richtig entstauben zum Schutz von Mensch und Umwelt

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10.09.2014 Oberstes Gebot: Gefahren vermeiden. Staubhaltige Atmosphären, wie sie in vielen Industriezweigen während der Produktion bzw. beim Handling bestimmter Materialien entstehen, können ein sehr großes Gefahrenpotenzial darstellen. Die Installation adäquater Entstaubungssysteme in den betroffenen Produktionsbereichen ist daher für Unternehmen obligatorisch, zumal auch gesetzliche Verordnungen mit Grenzwerten wie dem maximalen Reststaubgehalt in der Luft oder Arbeitsplatzgrenzwerten die Emissionsbelastung klar reglementieren.

Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Staubhaltige Atmosphären können ein großes  Gefahrenpotenzial  darstellen; die Installation adäquater Entstaubungssysteme in diesen Produktionsbereichen ist daher obligatorisch.
  • Um eine optimale Filtration zu gewährleisten, müssen die Filterelemente daher in bestimmten Zeitintervallen abgereinigt werden und die Beschaffenheit der Filtrerelemente überprüft werden.
  • Vor dem Hintergrund der Vielzahl unterschiedlicher Materialien und Verfahren, bei denen es zu einer Staubbildung kommt, ist es unabdingbar, das Entstaubungssystem auf die jeweiligen Gegebenheiten anzupassen.

Stäube können im Produktionsprozess an den verschiedensten Stellen entstehen: beispielsweise bei der Lagerung und dem Handling pulvriger Schüttgüter, aber auch bei Fertigungsprozessen und Verfahren wie Schneiden, Schweißen, Mischen oder Schleifen. Um diese Arbeitsbereiche zu entstauben, werden die Anlagen und Maschinen, bei denen es zur Staubbildung kommt, mit Filtertechnologie ausgerüstet.
Die Hauptaufgabe eines Filters besteht generell darin, feinste, in der Luft befindliche Feststoffpartikel mit Hilfe eines Filtermediums aus einem Luftstrom abzutrennen. Dies wird erreicht, indem die staubhaltige Luft (Rohgasstrom) entweder mit Hilfe eines Ventilators in den Filter eingesaugt wird, oder ? wie zum Beispiel bei der Siloentstaubung ? durch Überdruck verdrängt wird und dann durch den Filter ausströmt.

Mit Differenzdruckmessung das Filterintervall festlegen
Die gefilterten Partikel sammeln sich im Filtermedium an, so dass der Innendruck langsam ansteigt. Um eine optimale Filtration zu gewährleisten, müssen die Filterelemente daher in bestimmten Zeitintervallen abgereinigt werden. Dies geschieht in der Praxis entweder mit integrierten Druckluft- oder mechanischen Abreinigungssystemen, deren Abreinigungszyklen automatisch gesteuert werden. Eine praxisbewährte Methode zum Festlegen des richtigen Intervalls ist die Differenzdruckmessung, bei der der Druck im Filterinnern gemessen wird: Sind die Filterelemente vollständig frei von Staubpartikeln, kann der eingesaugte oder verdrängte Luftstrom ungehindert das Filtermedium passieren. Ist das Element jedoch mit Staubpartikeln belegt, herrschen vor und nach den Filterelementen unterschiedliche Druckverhältnisse. Je mehr Partikel sich festgesetzt haben, desto höher ist die Druckdifferenz. Durch die programmierbare Steuerung wird dann ab einer bestimmten Druckdifferenz automatisch das Abreinigungssystem aktiviert. Bei der pneumatischen Abreinigung wird Druckluft in die Filterelemente eingeblasen, die dann von innen durch das Filtermedium nach außen strömt und das Filterelement auf diese Weise von den Staubpartikeln befreit.
Diese Art der Abreinigung wird daher auch Gegenstromabreinigung genannt. Bei der mechanischen Abreinigung dagegen werden die Filterelemente in eine Rüttelbewegung versetzt, wodurch das Filtrat vom Filtermedium getrennt wird.
Auch wenn Filtermedien immer optimal abgereinigt werden, lässt sich nicht vermeiden, dass diese nach einer gewissen Betriebsdauer ihre Filtrationsfähigkeit verlieren. Es empfiehlt sich also in regelmäßigen Abständen die Beschaffenheit der Filterelemente zu überprüfen und diese bei Bedarf zu erneuern.
Beim Befüllen von Silos beispielsweise wird das Produkt in der Regel von Silofahrzeugen pneumatisch eingeblasen. Der dadurch entstehende Überdruck im Silo bewirkt, dass die staubhaltige Luft verdrängt wird und von unten in den auf dem Silodach installierten Filter einströmt. Nachdem der Rohgasstrom die Filterelemente passiert hat, entweicht staubfreies Reingas in die Atmosphäre. Daher werden bei der Siloentstaubung in der Regel Entlüftungsfilter eingesetzt. Saugfilter werden dann installiert, wenn zum Beispiel das eingeblasene Material eine höhere Temperatur hat und eventuell entstehendes Kondensat abgesaugt werden muß.

Wichtige Auslegungsfaktoren für Materialien und Verfahren

Vor dem Hintergrund der Vielzahl unterschiedlicher Materialien und Verfahren, bei denen es zu einer Staubbildung kommt, ist es unabdingbar, das Entstaubungssystem auf die jeweiligen Gegebenheiten anzupassen. Wichtige Faktoren bei der Auslegung sind hierbei:

  • die physikalischen und chemischen Charakteristika der Stoffpartikel,
  • die Größe des Volumenstroms und der Filterfläche,
  • die Temperatur und die Feuchtigkeit des Volumenstroms,
  • das Einsatzumfeld des Filters bzw. besondere Umweltbedingungen, wie Säuren, Lösemittel, Salze oder extrem niedrige Betriebstemperaturen, sowie
  • eventuelle Gefahrenbereiche wie explosionsgefährliche Zonen, die spezielle Sicherheitsmechanismen am Filtersystem erfordern.

Kernstück bei der Auslegung sind vor allem die Filtermedien. Sie unterscheiden sich in der Form, in der Filteroberfläche und dem Filtermaterial, aus dem sie gefertigt sind. Gefaltete Filtermedien beispielsweise bieten bei gleichem Filtervolumen viermal mehr Filteroberfläche als glatte Filterelemente, jedoch sind diese nicht für alle Produkte geeignet. Kompaktierende Stäube können sich in den Falten festsetzen und nicht mehr abgereinigt werden, während abrasive Materialien auf Dauer die Faltenelemente beschädigen, so dass eine Filtration nicht mehr gewährleistet ist. In solchen Einsatzfällen sind daher Filtermedien mit glatter Oberfläche zu empfehlen.
Die Wahl des passenden Werkstoffes für die Filtermedien und die Form der Filterelemente ist also entscheidend für eine optimale Filtrationsleistung und Einsatzdauer, anhängig von den jeweils gegebenen Rahmenbedingungen.
Weitere Aspekte bei der Auswahl von Entstaubungsfiltern ist die Form des Filtergehäuses, die Art der Abreinigung und das Zubehör. Je nach den Anforderungen stehen Rund- und Rechteck- bzw. Polygonalfilter mit pneumatischer oder mechanischer Abreinigung zur Verfügung. Eine elektronische Steuereinheit mit den wichtigsten Funktionen wie etwa der Einstellung des Abreinigungszyklus, ist bei allen Filtern in der Regel im serienmäßigen Liefer­umfang enthalten. Weitaus mehr Funktionalität liefert eine erweiterte Version der Steuerplatine. Sie ermöglicht darüber hinaus das automatische Abreinigen der Filterelemente auf der Grundlage einer integrierten Druckdifferenzmessung und die Vernetzung mit den zentralen Anlagensteuersystemen des Anwenders zur Übertragung wichtiger Parameter des Entstaubungssystems. Weiteres optionales Zubehör sind Ventilatoren für Saugeinsätze, Silo-Einschweißzargen oder ein Winterschutz.

Powtech 2014 Halle 4 – 446/4 – 530

Mehr über Entstaubungstechniken lesen Sie hier

 

Heftausgabe: September 2014
Ingo Neumann,  Marketing WAM

Über den Autor

Ingo Neumann, Marketing WAM

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