Puls-Jet Abreinigung von Entstaubern

Online Abreinigung vom Filter mittels Puls-Jet

Die Staubabscheidung mit Patronenfilter und Taschenfilter hat seit mehreren Jahrzehnten ihren festen Platz in der industriellen Entstaubung. Diese Technik stellt nach den Zyklonen einen weiteren Entwicklungsschritt zur effizienteren Filtration dar.

Damit spielt auch die Regenerierbarkeit der Filterelemente beim Bau der Entstauber - Filteranlage bzw. Absauganlage und der Auswahl des Filtermediums eines Industriefilters eine ganz entscheidende Rolle.

Die modernste Form der Abreinigung ist das Puls-Jet Verfahren, das sich inzwischen weitgehend als Standard durchgesetzt hat. Die Filterpatronen werden hierbei von aussen nach innen durchströmt; ein Stützkorb gibt der Filtertasche die entsprechende Stabilität. Als Filtermedien werden üblicherweise Nadelfilze eingesetzt, meist mit einer Oberflächenbeschichtung. Die Abreinigung erfolgt bei Puls-Jet Entstauber durch einen intensiven Druckluftstoss (Puls), der die Filterpatronen bzw. Filtertaschen kurz aufbläht, den Filterkuchen durch Impulsübertragung ablöst und kurzzeitig die Strömungsrichtung umkehrt. Die Abreinigungsenergie ist relativ gross, so dass grosse Sorgfalt auf massgenaue Konfektionierung der Filtertaschen und Filterpatronen, um lange Standzeiten der Filtermedien zu erreichen. Die Abreinigung kann in den meisten Fällen on-line, also bei weiterlaufendem Funktionieren der Filteranlage, durchgeführt werden. Das Prinzip einer Filterpatrone bzw. Filtertasche im Filtrations- und im Abreinigungsbetrieb ist in Abbildung 1 dargestellt.

Die Mechanismen der Puls-Jet Abreinigung

Grundsätzlich sind für den Abwurf des Filterkuchens von der Oberfläche des Filtermediums drei Mechanismen verantwortlich:

Die Druckluft wird über entsprechende schnell schaltende Ventile (Membranventile) aus einem Vorratstank über sogenannte Blasrohre auf die reingasseitige Öffnung der Filterelemente geleitet. Das Druckverhältnis zwischen Speicher und Betriebsdruck des Industriefilters sollte zwischen 2 und 3 liegen. Dadurch wird sichergestellt, dass am Austritt des Blasloches über dem Filterelement Schallgeschwindigkeit herrscht. Dies ist für die Funktion des Puls-Jet-Systems unerlässlich. Die Abbildung 2 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Puls-Jet-Abreinigungssystems.Während des Druckimpulses baut sich eine sehr schnell ansteigende Druckspitze im Filterelement auf. Dieser Verdichtungsstoß wirkt über das poröse Filtermedium auf die Trennfläche zwischen Filteroberfläche und Staubkuchen. Ist diese Druckspitze hinreichend schnell und hoch, so können die Adhäsionskräfte überwunden und der Filterkuchen abgelöst werden. Dieser Vorgang spielt sich innerhalb weniger Millisekunden ab. Im Anschluss an diese Initialphase strömt die Druckluft in das Filterelement und hält somit den Überdruck aufrecht. Dadurch wird die Durchströmung des Filtermediums von der Rohgasseite her für einige 100 ms unterbrochen und der abgelöste Filterkuchen kann in den Filtertrichter sedimentieren. Diese Haltephase muss ausreichend lang sein, damit nicht der gerade abgelöste Staub wenige Millisekunden nach dem Zusammenbruch des Überdrucks wieder auf der Filteroberfläche landet. Besonders wichtig ist dies für lange Filterelemente.Grundsätzlich kann die Puls-Jet Abreinigung auf zwei Mechanismen reduziert werden:

In technischen Anwendungen werden die Filterpatronen / Filtertaschen in einem Entstauber reihenweise abgereinigt, d.h. zum Zeitpunkt der Regeneration sind mehrere Filterelemente gleichzeitig zu versorgen. Das System ist so zu dimensionieren, dass in allen Elementen der Impulsdruck entsprechend schnell ansteigt, aber auch die Versorgung der Filterelementen mit ausreichend Druckluft gewährleistet ist. Schliesslich entscheidet die Rückspülzeit über die Sedimentationsrate des Staubes.Ein hilfreiches Instrument zur Steigerung der Effizienz der Puls-Jet Abreinigung ist der Venturi am Reingasaustritt des Filterelementes. An dieser Stelle wird der Treibstrahl aus dem Abreinigungssystem in das Element eingeleitet. Durch die entstehenden Druckverhältnisse im und nach dem Venturi wird zusätzlich zur primären Regenerationsluft aus dem Blasrohr Reingas oberhalb des Venturis angesaugt und erhöht somit den gesamten Massenstrom an Abreinigungsluft. Dieser Injektionseffekt hängt selbstverständlich vom Vordruck der Primärluft und von der Betriebstemperatur des Industriefilters ab.

Zusammenfassung

Die dargestellten Mechanismen machen deutlich, dass ein Abreinigungssystem für Entstauber - Patronenfilter und Taschenfilter folgende Anforderungen zu erfüllen hat: