Materiały filtracyjne

Podstawą działania odpylaczy workowych projektowanych przez Zakład Techniki Odpylania jest przepływ odpylanego gazu przez zespół worków tkaninowych. Cząstki zapylonego powietrza osadzają się na powierzchni worków, a z postępem odpylania – filtracji – na uprzednio wydzielonych już cząstkach. Cząstki te stanowią wówczas właściwą warstwę filtracyjną, która musi być okresowo usuwana, gdy strata ciśnienia gazu osiągnie dopuszczalną wartość. Odpylanie filtracyjne jest procesem cyklicznym, w którym są powtarzane cykle odpylania i oczyszczania (regeneracji) komory filtracyjnej.

Filtry tkaninowe, jakie stosuje Zakład Techniki Odpylania, wykonuje się z różnego rodzaju włókien  np. poliestrowych, polipropylenowych, włókien szklanych itp. Regeneracja filtrów tkaninowych odbywa się poprzez impulsy sprężonego powietrza, kierowane do każdego z worków. Impuls sprężonego powietrza jest wytwarzany przez zawór elektromagnetyczny, sterowany z szafki sterowniczej. Zawór filtra otwiera się na bardzo krótki czas i sprężone powietrze z kolektora wpada w postaci impulsu do rurek przedmuchowych, z których poprzez otwory umieszczone nad każdym workiem, dostaje się do dysz Venturiego. Powstały impuls sprężonego powietrza jest wzmocniony w dyszy i przesuwa się jako fala powietrzna wzdłuż worka, powodując jego wybrzuszenie i odpadnięcie pyłu. Pył spada do zsypu, skąd może być usunięty za pomocą dozownika celkowego  i przenośnika ślimakowego na zewnątrz filtra tkaninowego.

Na efektywność odpylania ogromny wpływ ma jakość filcu igłowanego, z którego uszyte są worki, a głównie równomierność rozłożenia w nim włókien, rozmiar porów i przekrój swobodny. Tkanina filtracyjna przy dużej zdolności do zatrzymywania cząstek, powinna być również odporna na korozyjne i erozyjne działanie strumienia powietrza, na wpływ temperatury procesu oraz oddziaływania mechaniczne związane z jej regeneracją. Pozostałe czynniki, jak zdolność do uwalniania pyłu i właściwości elektrostatyczne, są określone głównie przez powierzchniowe preparowanie tkaniny. Instalacje odpylające proponowane przez Zakład Techniki Odpylania, są zaliczane do najbardziej skutecznych metod odpylania. Uzyskuje się przy ich stosowaniu sprawności odpylania 99,9%.

Materiały, jakie oferuje Zakład Techniki Odpylania, charakteryzują się:

• wysoką wytrzymałością mechaniczną, zwłaszcza w zakresie odporności na zerwanie i na ścieranie, ponieważ wydłuża to okres użytkowania materiału filtracyjnego, a tym samym podwyższa średnią eksploatacyjną skuteczność odpylania,
• odpowiednią odpornością termiczną
• wymaganą odpornością chemiczną na działanie agresywnych związków chemicznych (głównie zasad kwasów i rozpuszczalników)
• wymaganą odpornością biologiczną (na działanie grzybów i bakterii)
• niewrażliwością na wilgoć (nie powinny pęcznieć pod wpływem wody ani zmieniać swych własności wytrzymałościowych)
• niskimi oporami przepływu
• wysoką skutecznością przechwytywania ziaren pyłu, co ma związek z porowatością struktury (włókniny typu filce igłowane cechuje 2-krotnie większa porowatość w porównaniu z pozostałymi tkaninami)

W zależności od wymagań procesu filtracyjnego, stosuje się włókniny z filcu igłowanego, wykonane z następujących włókien:

Poliester (PES) – poliester jest odporny na działanie większości czynników w temperaturze otoczenia i jest najbardziej opłacalnym materiałem do pracy w niskich temperaturach. Poliester jest kondensacją polimeru i ulega hydrolizie.

W związku z tym z powodzeniem może być stosowany w gałęziach przemysłu, które specjalizują się w produkcji materiałów, mogących narazić worek na uszkodzenia. Jest to najczęściej stosowany materiał do produkcji worków filtracyjnych, znajduje zastosowania w procesach odpylania, gdzie temperatura może sięgać 150°C (skokowo nawet do 160°C).

Polipropylen (PP)- polipropylenowe worki filtracyjne, mimo wysokiej odporności chemicznej mogą pracować w temperaturze sięgającej maksymalnie 90°C. Polipropylen jest materiałem odpornym na wilgoć oraz ma dobrą odporność na większość kwasów mineralnych i organicznych, ale ulega uszkodzeniu przy kontakcie z kwasem azotowym w wysokich temperaturach. Odporność na alkalia jest dobra z wyjątkiem działania sodu i wodorotlenku potasu w podwyższonej temperaturze.

Ten typ materiału wykorzystywany jest w miejscach, gdzie stężenie żrących substancji znacznie przewyższa normy, przy stosunkowo niskiej temperaturze.

Aramid- włókna aramidowe to włókna syntetyczne, które są odporne na temperaturę do 200°C w suchych warunkach oraz do 170 °C w wilgotnej temperaturze. Aramid jest skondensowanym polimerem i ulega hydrolizie, ale w znacznie wyższych temperaturach. Włókna aramidowe są stosowane w wysokich temperaturach przy asfalcie, chłodnicach klinkieru, przetwórstwie chemicznym- wszędzie tam gdzie poliester staje się kruchy i zawodzi. Aramid jest doskonały i lepiej się sprawdza niż większość syntetyków. Jest on słabo wytrzymały na umiarkowane ilości azotu, kwasów solnych i siarki. Ma świetną wytrzymałość na niskie temperatury i rozpuszczalniki ale ulega uszkodzeniu przy kontakcie z utleniaczami.

Homopolimer Akrylowy -poliakrylonitryl (PAN) jest stosowany w suchej filtracji przemysłowej. Materiał jest bardzo odporny na działanie kwasów i zasad, jest natomiast wrażliwy na oddziaływanie soli i cynku. Wykazuje dobrą odporność na działanie rozpuszczalników organicznych, środków utleniających, mineralnych i kwasów organicznych, gdzie temperatura utrzymuje się poniżej 125 ° C przy suchym powietrzu  (110 ° C przy wilgoci).

Homo-polimer akrylowy nie hydrolizuje się i z tego względu jest wybierany zamiast Poliestru w niskich temperaturach gdzie są obecne środki chemiczne i wilgoć.

W obecności chlorku cynku (ZnCI2), homo-polimer akrylowy nie powinien być stosowany.

(PPS) Filc igłowany- polifenylosulfid włókno PPS jest wysokotemperaturowym włóknem syntetycznym. Wytrzymuje ciągłe-wysokie temperatury do 200 ° C. Jest chemicznie odporny na działanie wielu kwasów, zasad, ale jego żywotność jest ograniczona przy ilości tlenu powyżej 15%.  Najważniejszą cechą włókien PPS jest to, że nie ulega hydrolizie, a więc może zastąpić włókna aramidu w warunkach gdzie jest narażony na działanie czynników chemicznych i  wilgoci w podwyższonych temperaturach. Tak jak polipropylen, PPS ma niską zdolność do absorbcji wilgoci w podwyższonych temperaturach  (0,6%). Nie zwilża się i nie zmienia właściwości w wilgotnych środowiskach. Właściwości te pozwalają na skuteczne dokonywanie filtrowania w wytwórniach energii elektrycznej, kotłowniach, odsiarczaniu. Za sprawą wysokiej odporności termicznej wykorzystywane są do filtracji i odpylania spalin.

(PTFE) politetrafluoroetylen – utrzymuje doskonałą stabilność chemiczną w różnych warunkach pracy, więc worki filtracyjne z PTFE wykorzystywane są głównie w zakresie przemysłu chemicznego oraz spalarniach odpadów. Mogą pracować w temperaturze od 250°C do 280°C. Materiał charakteryzuję się wysoka odpornością na działanie większości czynników chemicznych i rozpuszczalników, wytrzymałością na hydrolizę oraz gorącą parę.

Polimid (PI) charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną w wysokich temperaturach oraz dobrą odpornością. Maksymalna temperatura pracy tego materiału to 230-240°C. Jest niepalnym i termo-stabilnym włóknem organicznym z bardzo dobrą odpornością na ścieranie. Materiał bardzo dobrze nadaje się do odpylania spalin kotłowych.

Włókno szklane (GL, tkanina filtracyjna) szkło jest tworzywem, które jest odporne na bardzo wysokie temperatury, kwasy i zasady. Dzięki wytworzeniu z niego worka filtracyjnego zyskujemy możliwość odfiltrowywania w warunkach, w których worki innego typu ulegają uszkodzeniu. Szklany worek filtracyjny najczęściej wykorzystywany jest przy różnego typu procesach produkcyjnych. Idealnie spełnia swoje zadanie przy odfiltrowywaniu mieszanek powietrzno–paliwowych. Wspomaga również filtrację w przedsiębiorstwach związanych z branżą chemiczną. Tkanina lub włóknina szklana może pracować nawet przy stałym obciążeniu temperaturą 260°C, a chwilowo do 280°C.

W filtrach produkcji Zakładu Techniki Odpylania zazwyczaj stosuje się worki z tkaniny szklanej z membraną PTFE.