Die Abscheidung von Staubpartikeln aus einem Gasstrom wird aus zwei Gründen eingesetzt, und zwar, um:
- die Staubemission unter Kontrolle zu halten und so die Arbeitsbedingungen und/oder den Umweltschutz zu verbessern
- (teilweise wertvolle) Stoffe, wie bei pneumatischen Transportsystemen, zurückzugewinnen
Für Staubabscheidung gibt es diverse Geräte wie Gaswäscher, elektrostatische Abscheider, Zentrifugalabscheider (Zyklone), Abscheider auf Basis von Trägheit sowie Filteranlagen. Wir beschreiben hier die Prinzipien der Staubabscheidung und der dazugehörigen Geräte, die aufgrund der Produktionsmöglichkeiten und Funktionscharakteristika im Hinblick auf das Kosten-Nutzen-Verhältnis maximale Effizienz bieten.Im Prinzip besteht eine Filteranlage aus einer „Schmutzluft-”Kammer mit Filterelementen und einer „Sauberluft-”Kammer mit Reinigungsmechanismus, um den abgeschiedenen Staub vom Filtermaterial zu entfernen. Abscheidungsmechanismen:
- Diffusion
- Trägheit (Massenträgheit)
- Interzeption
- Siebeffekt
Die Abscheidung fester Partikel durch Filterung erfolgt in zwei Schritten:
- Oberflächenfilterung: basiert hauptsächlich auf der Ablagerung von Partikeln auf der Oberfläche durch Zusammenstoß mit dem Filtermedium oder auf der Siebfunktion des Filtermediums. Hierdurch bildet sich eine Staubablagerung, die der Steigerung der Filtereffizienz zugute kommt. So wird verhindert, dass feine Partikel die Poren verstopfen.
- Tiefenfilterung: Die Dicke des Filtermediums ist für den Weg, den die Staubpartikel zurücklegen müssen, ausschlaggebend. Je länger dieser Weg ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass es zu Interzeption oder einem Siebeffekt kommt.
Die wichtigsten Punkte bei der Auswahl der Filtermedien sind:
- Effizienz – die Fähigkeit, Partikel aus einem Gasstrom abzuscheiden
- Druckverlust – hat einen Einfluss auf den Stromverbrauch und den Volumenstrom
- Akkumulation – bestimmt, wie viel Staub zwischen den Reinigungszyklen gelagert werden kann
- Im Allgemeinen kann man sagen, dass Filterelemente regelmäßig und ständig gereinigt werden müssen, damit sie ihre optimale Funktionstüchtigkeit behalten.
Die Reinigung des Filtermediums kann auf mehrere Arten erfolgen:
- Mechanische Bewegung (Schütteln oder Klopfen)
- Umkehrung des Gasstroms (Rückstrahlfilterreinigung)
- „Pulse Jet”-Reinigung: mittels Druckluft oder Stickstoff (explosive Umgebung)
Ein Tausch der Filterelemente ist erforderlich, wenn die Abscheideleistung infolge von Verschleiß (abrasive Stoffe) oder Veränderung in der Porosität (chemische Zersetzung) nicht mehr sicher ist oder wenn selbst nach einer „Downtime”-Reinigung der Differenzdruck zu hoch bleibt (Filtermedium ist verstopft/ veruntreinigt).
Sobald die Eigenschaften/ Charakteristika des zu filternden Gasstroms (Eigenschaften der Staubpartikel, Beladung, Dichte, Viskosität, Leistung, Temperatur, Druck etc.) bekannt sind, können das am besten geeignete Filtermedium und der am besten geeignete Staubabscheidertyp gewählt werden.
Die am häufigsten verwendeten Filtermedien sind:
- Zellulose (Papier)
- Textilien
- Nadelfilz
- Textilvlies durch Verschmelzung von Bikomponentenfasern (spunbonded)
Die Materialien dieser Filtermedien – meist Polypropylen oder Polyester – können zudem mit einer Beschichtung oder Oberflächenmembran versehen sein. Damit werden die lösenden Eigenschaften verbessert (PTFE - Teflon®) und Leitfähigkeit (Ableitung statischen Stroms/antistatische Eigenschaften) oder eine brandverzögernde Funktion erzielt.
Ausführung der Filterelemente:
- Patronen (Cartridges)
- Tasche
- Schlauch – rund oder elliptisch
- Polypleat® (Plattenform)
Staubabscheidervarianten
Siehe auch: Staub- und Gassensoren
Siehe auch: Industrielle Kunden
Siehe auch: Engineering & Beratung
