Filtri dell'aria industriali: quanto può essere pulito?

Richard Farnish, CEng MIMechE, direttore tecnico, The Wolfson Center for Bulk Solids Handling Technology, Università di Greenwich | 03 marzo 2023

I filtri dell'aria incorporati in applicazioni monouso (veicoli o HEPA ad esempio) hanno un requisito operativo abbastanza semplice: catturare le particelle e impedirne la penetrazione ad un valore di interruzione delle particelle specificato. Al contrario, i filtri nella maggior parte degli impianti di processo industriale non devono solo catturare le particelle fino a una determinata dimensione tagliata, ma devono anche far parte di un processo integrato che richiede la rimozione del materiale catturato e il ritorno del filtro a un livello accettabile. condizione "pulita" (cioè con bassa caduta di pressione). Si prevede, ovviamente, che questo ciclo di cattura e rimozione continui con un deterioramento minimo dell'efficienza di cattura o della durata del ciclo di vita del filtro.

I sistemi di pulizia a getto inverso sono ampiamente applicati nelle apparecchiature di filtrazione di molti fornitori e possono fornire un mezzo efficace per rimuovere le particelle dai mezzi filtranti. Tuttavia, la qualità delle attrezzature offerte e la metodologia di controllo impiegata possono variare considerevolmente e, nella maggior parte dei casi, ciò è direttamente proporzionale al budget assegnato all’attività. La conseguenza di ciò è che anche l'efficienza della pulizia e il consumo di energia (sotto forma di consumo di aria compressa) per tali sistemi variano in modo significativo.

La base per molti progetti di installazione è incentrata su una velocità frontale minima nominale che, insieme alla conoscenza del volume d'aria da trattare, serve a determinare la quantità totale di filtri necessaria. A questo proposito, la superficie richiesta viene spesso fornita mediante l'uso di cartucce pieghettate, la cui compattezza consente un dimensionamento minimo dell'alloggiamento del filtro. Comunemente in molti impianti si trovano sistemi a impulsi a getto inverso per fornire il meccanismo di spostamento delle particelle mediante il quale è possibile ottenere una condizione "pulita" per il filtro. Ancora una volta, è possibile riscontrare che il layout e il design dei dettagli variano in modo significativo in termini di qualità tecnica. Anche la selezione della pressione del polso si basa, in genere, su "regole pratiche" che possono essere facilmente ignorate a livello operativo se l'efficienza della pulizia è ritenuta inadeguata.

Tuttavia, come per molti aspetti della movimentazione di materiali sfusi, si riscontra regolarmente il presupposto errato secondo cui se una certa pressione dell'aria è buona, allora una maggiore deve essere un miglioramento. La capacità di pulizia di una cartuccia filtrante pieghettata (essenzialmente una struttura rigida) non è la stessa di un filtro a calza (una struttura flessibile). Nel caso di quest'ultimo l'espansione e la rapida decelerazione in risposta all'impulso che agisce contro l'interno del malato sono i meccanismi di distacco delle particelle. Ciò chiaramente non è possibile con un filtro pieghettato strutturalmente rigido e sotto questo aspetto l'impulso di gas può essere considerato un mezzo attraverso il quale aria/energia può essere introdotta nella faccia interna della struttura pieghettata. La conseguenza di ciò è che lo spostamento delle particelle potrebbe essere considerato come uno spurgo di gas di breve durata/ad alta energia (cioè trascinando o soffiando via particelle dal labirinto di vuoti interni e percorsi del filtro). A questo proposito è logico che attraverso il mezzo filtrante si possa ottenere un flusso d'aria finito (un concetto che è stato riscontrato in un recente studio di ricerca). A questo proposito, si può prevedere che esista una condizione di pressione istantanea ottimale locale all'interno del filtro tale che, per una data struttura del filtro, gli aumenti di pressione oltre un intervallo di pressione critico apporteranno benefici minimi o nulli in termini di pulizia in cambio dell'aumento di energia consumata nel filtro. processi.

In conclusione, la scienza e la tecnologia dei sistemi di filtrazione del particolato rappresentano ancora un aspetto in via di sviluppo nell’applicazione delle migliori pratiche nella movimentazione dei solidi sfusi con l’industria. Sebbene molti sistemi funzionino come previsto e non causino problemi eccessivi, esistono anche numerosi sistemi che hanno prestazioni inferiori e richiedono interventi regolari. Si può sostenere che la percezione errata secondo cui le unità di filtrazione non determinano direttamente l’efficienza o i margini di profitto è in gran parte alla base degli esercizi di “ingegneria del valore” che portano all’installazione di sistemi marginali.