Eliminare la polvere: selezione di un sistema di filtraggio

Oct 09, 2023

08 maggio 2015

La selezione e il dimensionamento di un sistema di filtraggio dell'aria appropriato implica molto più che l'uso di una formula ingegneristica. Nella scelta tra filtri a maniche e collettori a cartuccia, i progettisti del sistema di filtraggio dell'aria devono tenere conto dell'applicazione prevista, del volume da trattare, del tipo di polvere raccolta, del contenuto di umidità, dei limiti di spazio e di molti altri fattori.Tipi di collezionisti Per un'ampia varietà di processi industriali, i filtri a maniche a getto di impulsi e i collettori a cartuccia sono le due tecnologie più comunemente selezionate per la filtrazione dell'aria. I filtri a maniche a getto pulsato hanno sostituito i sistemi a maniche ad aria inversa e a agitatore per la maggior parte delle installazioni esterne di grandi dimensioni, mentre i collettori a cartucce pieghettate sono ampiamente utilizzati per installazioni interne compatte. I filtri a maniche a getto di impulsi (Figura 1) sono stati implementati con successo per il controllo delle emissioni nei settori del ferro e dell'acciaio, dei minerali non ferrosi, dei servizi alimentati a carbone, dei rifiuti pericolosi, della termovalorizzazione e altri. I progetti preingegnerizzati forniscono prestazioni affidabili e convenienti nella rimozione delle emissioni di particolato dai processi industriali a portate da 500 a 1 milione di piedi cubi/min effettivi (acfm). I sacchi filtranti, tipicamente di 6 pollici di diametro e fino a 16 piedi di lunghezza, sono supportati da gabbie in acciaio e montati su una piastra tubiera utilizzando un "anello elastico" cucito nel sacco.

I sistemi di raccolta a cartuccia (Figura 2) sono più compatti dei sistemi a maniche e consentono elevate efficienze di raccolta per applicazioni a portata inferiore, spesso a costi di investimento e di installazione inferiori. A differenza dei sacchi filtranti a getto di impulsi, le cartucce non necessitano di gabbie e possono essere rimosse esternamente. I collettori a cartuccia sono più convenienti a portate fino a 20.000 acfm e vengono abitualmente utilizzati per il trattamento di metalli ferrosi e non ferrosi, prodotti minerari e rocciosi e flussi di polveri di impianti chimici e alimentari. Filtro a maniche o collettore di cartucce Pulse-Jet? Come scegliere Quando si sceglie tra collettori a getto di impulsi e a cartuccia, sicuramente non c'è una soluzione valida per tutti. Sebbene i maniche filtranti a getto d'impulso e i collettori a cartuccia siano simili in termini di funzionamento, la scelta dipende da una serie di parametri di progettazione, tra cui: • Applicazione/processo • Tipo di polvere • Volume d'aria • Temperatura • Carico di polvere • Contenuto di umidità • Gas composizione• Limitazioni di spazio• Esplosività delle polveri• Costi di capitale e del ciclo di vitaPer applicazioni più impegnative, come polveri appiccicose, viene spesso scelto un filtro a maniche perché i filtri a maniche sono generalmente più tolleranti nel rilasciare polveri difficili rispetto ai filtri a cartuccia. Al contrario, quando lo spazio o l'altezza libera sono limitati, il raccoglitore di cartucce compatto è spesso la scelta migliore.

I filtri a maniche vengono generalmente selezionati durante i processi di ventilazione (in particolare applicazioni calde fino a 500 °F), quando utilizzati come raccoglitori di prodotti o quando si maneggiano polveri più difficili (igroscopiche, appiccicose, ecc.). La Figura 3 mostra un filtro a maniche installato su un'applicazione di lavorazione dei metalli.

I collettori a cartuccia sono generalmente selezionati per la ventilazione di silos di stoccaggio, punti di trasferimento e movimentazione generale di materiali di polveri come calcare, cemento e prodotti rocciosi. Grazie al loro design compatto, i collettori a cartucce possono essere montati direttamente su silos, punti di trasferimento e altri luoghi interni dove lo spazio è limitato. La Figura 4 mostra un raccoglitore di cartucce montato in un impianto di confezionamento.

Nei casi in cui i requisiti del processo potrebbero essere soddisfatti utilizzando filtri a maniche o a cartuccia, la scelta spesso si riduce ai costi di capitale. I collettori a cartuccia sono generalmente più economici fino a 20.000 acfm e i filtri a maniche sono generalmente più economici a portate più elevate, sebbene vi siano delle eccezioni. Dovrebbero essere considerati anche i costi del ciclo di vita, come la frequenza con cui i filtri devono essere cambiati e il costo dei filtri sostitutivi. In generale, i costi di sostituzione dei maniche filtranti con gabbie di supporto sono inferiori rispetto alle cartucce su base unitaria senza installazione. La caduta di pressione è generalmente la stessa tra i filtri, quindi non c'è molta differenza nei costi operativi, a seconda dell'applicazione. Una volta selezionata una tecnologia, il processo di progettazione non è terminato. Gli ingegneri dovrebbero prestare particolare attenzione alla selezione del filtro, al sistema di pulizia del filtro, alla configurazione dell'ingresso, alla distribuzione del flusso e alla flessibilità del controllo per abbinare nel modo più efficace questi fattori all'applicazione prevista. Il costo dipenderà ovviamente dal design e dalle funzionalità selezionate. Ad esempio, se necessario, è possibile selezionare un filtro a membrana in PTFE per soddisfare uno standard di emissione di particolato inferiore, ma aumenterà il costo complessivo. Inoltre, per alcuni componenti del sistema di pulizia potrebbero essere necessari materiali resistenti alla corrosione; la corrosione dei metalli potrebbe eventualmente degradare l'integrità strutturale del sistema di filtrazione, con conseguente rilascio indesiderato nell'ambiente circostante.