Entwurf und Auswahl von Taschenfiltern

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Der erste Schritt bei der Konzeption und Auswahl eines Pulsfilterstaubsaugers besteht darin, die Eigenschaften der staubhaltigen Gase zu kennen, die behandelt werden müssen – dazu gehören die Menge des zu behandelnden Gases, die Temperatur, Feuchtigkeit, die Konzentration des Staubs sowie die Eigenschaften des Staubs selbst. Anschließend wird der Staubsauger sowie das Rohrleitungssystem und die Hilfseinrichtungen entworfen und ausgewählt. Genau wie bei anderen Staubabscheideanlagen müssen auch bei der Konzeption und Auswahl von Pulsfilterstaubsaugern diese Aspekte berücksichtigt werden. 1. Bei Druckverlusten kann bei mangelnder Erfahrung in der geeigneten Konstruktion bei einer geringen Filtriergeschwindigkeit 75 × 9,8 Pascal als typischer Wert herangezogen werden. Doch bei einer höheren Filtergeschwindigkeit oder bei einem staubigen Schicht mit hoher Viskosität oder geringer Porenanzahl sollten etwas höhere Werte gewählt werden. 2. Die Filtrationsgeschwindigkeit ist das Luft-Stoff-Verhältnis. Es handelt sich um das Verhältnis des gefilterten Gasdurchflusses (m³/min) zur Fläche der Staubfilterbeutel (m²). Die Einheit ist m³/min·m² = m/min. Das ist eine Einheit für die Geschwindigkeit – sie gibt die durchschnittliche Geschwindigkeit an, mit der das Gas durch die Staubfiltertücher strömt. Dabei wird nicht berücksichtigt, dass ein großer Teil der Fläche von den Fasern des Gewebes eingenommen wird. Deshalb wird es oft auch als „apparente Oberflächengeschwindigkeit“ bezeichnet. Die Filtrationsgeschwindigkeit ist ein sehr wichtiger Faktor, der die Leistung von Stofffilteranlagen bestimmt. Eine zu hohe Filtergeschwindigkeit führt zu einem zu hohen Druckverlust, verringert die Effizienz der Staubentfernung und kann dazu führen, dass die Staubfilterbeutel verstopfen oder vorzeitig beschädigt werden. Doch eine Erhöhung der Filtergeschwindigkeit kann die erforderliche Filterfläche des Taschenfilters verringern, wodurch mit kleineren Entstaubungsanlagen dasselbe Gasvolumen behandelt werden kann. Für eine bestimmte Gruppe von Konstruktionsparametern – also die Art des Staubfilters, das Reinigungsverfahren, das Material der Filterbeutel sowie die Struktur des Gewebes, außerdem die Eigenschaften des Staubs usw. – gibt es eine optimale Filtriergeschwindigkeit. Im Allgemeinen ist die Filtriergeschwindigkeit bei feinem Staub geringer als bei grobem Staub. Kleinere Staubfilter verwenden in der Regel eine höhere Filtriergeschwindigkeit als größere Staubfilter. Pulsierende, rückwärtsströmende Staubfilter können eine höhere Filtergeschwindigkeit als schwingende, rückwärtsströmende Filter erreichen. Für Schwing- und Gegenstromstaubsauger zur Entfernung von normalen Stäuben kann eine Filtergeschwindigkeit von 0,9 m/min verwendet werden. Aus Sicht der Berücksichtigung sowohl der Investitionskosten als auch der Wartungskosten wird empfohlen, dass die maximale Filtergeschwindigkeit für Futter- und Getreidestaub sowie Mehl jeweils 0,98 bzw. 0,75 m/min betragen sollte. 3. Die erforderliche Filterfläche ergibt sich, wenn der Gasstrom, der in den Staubfilter einströmt (in m³/min), durch die gewählte Filtergeschwindigkeit (in m/min) geteilt wird. Dadurch erhält man die tatsächlich benötigte Fläche des Filters in m². Aufgrund von Temperaturschwankungen sowie zusätzlichen Änderungen des Luftvolumens ist das Volumen des staubhaltigen Gases, das in den Staubabscheider gelangt, nicht unbedingt identisch mit dem Volumen, das bei dem Produktionsprozess entsteht. Wenn Staubfilter in Anwendungen mit variierender Durchflussrate eingesetzt werden, muss entschieden werden, ob die Filterfläche anhand der Spitzen- oder der Durchschnittsdurchflussrate berechnet werden soll. Außerdem sollte die Vorratsmenge an Gewebe für die Staubfilterbeutel berücksichtigt werden, um das Abreinigen, die Inspektion und die Wartung durchzuführen. 4. Gehäusestruktur: Es ist relativ einfach zu bestimmen, wie viele Trennkammern ein Beuteltrockner benötigt. Nachdem die Fläche der Staubabscheidebeutel für jeden Abteilungsraum festgelegt wurde, muss nun die optimale Länge, der Durchmesser sowie der Abstand zwischen den Staubabscheidebeuteln bestimmt werden. Bei Filterbeuteln mittlerer Länge sollte der Abstand zwischen ihnen mindestens 50 Millimeter betragen. Bei besonders langen Filterbeuteln – also solchen, die länger als 3 Meter sind – muss der Abstand noch größer sein. Die Staubfilterbeutel sollten in Gruppen angeordnet werden, wobei zwischen den beiden Gruppen Gänge gelassen werden müssen. Falls sich der Zugang nur auf einer Seite befindet, sollte der Durchmesser der Staubfilterbeutel 150 Millimeter betragen. In jeder Gruppe sollten nicht mehr als drei oder vier Reihen von Filterbeuteln vorhanden sein. Bei einem Durchmesser von 300 Millimetern sollte es in jeder Gruppe nicht mehr als zwei Reihen geben. Wenn auf beiden Seiten Gänge vorhanden sind, dürfen es für einen Durchmesser von 150 Millimetern nicht mehr als acht Reihen geben, und für einen Durchmesser von 300 Millimetern nicht mehr als vier Reihen. Die Breite des Kanals beträgt 450–600 Millimeter. Die Gesamtzahl der Staubfilterbeutel pro Gruppe hängt vom verwendeten Vibrationsmechanismus ab. Üblicherweise wird in einer Gruppe von Filterbeuteln ein Set von Vibrationsmechanismen gesteuert. Ein Trennraum kann mehrere Gruppen von Filterbeuteln enthalten.