Filtry są nieodzownym elementem niemal każdej instalacji przemysłowej. Znajdują zastosowanie przede wszystkim przy oczyszczaniu cieczy i gazów. Jak wiadomo, filtr oznacza z jednej strony wkład filtracyjny, zaś z drugiej kompletne urządzenie filtrujące
Analizując nieco dokładniej zagadnienie filtracji różnych mediów, można stwierdzić, że dostępnych jest wiele klasyfikacji filtrów, uwzględniających ich budowę, funkcje czy przeznaczenie. Stąd też tematyka dotycząca filtrów jest bardzo obszerna, a co za tym idzie, niemożliwe jest jednorazowe, a zarazem wyczerpujące potraktowanie tej problematyki. Tym razem uwaga zostanie skupiona na filtrach świecowych, workowych oraz koszowych.
Filtry i wkłady świecowe
Filtry świecowe znajdują zastosowanie przy filtracji cieczy i gazów. Typowy filtr składa się z obudowy filtracyjnej oraz wkładów. Dostępne są obudowy jedno- i wieloświecowe. Filtry świecowe stosowane są jako jednostopniowe i wielostopniowe układy oczyszczania. W drugim przypadku dwie lub trzy obudowy z wkładami filtracyjnymi instalowane są szeregowo, co ma zapewnić odpowiednio długi czas eksploatacji elementów, a w szczególności filtra końcowego. Skuteczność filtrów przeznaczonych do usuwania zanieczyszczeń mechanicznych, pyłów osadów, określa się tzw. stopniem zatrzymywania zdefiniowanym dla określonej wielkości zanieczyszczeń. Dla filtrów absolutnych deklarowany stopień zatrzymywania odpowiada skuteczności filtrów świecowych i wynosi nawet 99,98%. Z uwagi na konieczność wymiany elementów filtry charakteryzują się łatwością otwierania, co zapewniają odpowiednie klamry. Filtry świecowe są nieodzownym elementem instalacji znajdujących zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym, elektronicznym i chemicznym. Bardzo często filtrów tego typu używa się w fabrykach farb i lakierów, a także w mleczarniach, browarnictwie oraz w rozlewniach napojów i wody mineralnej.
Elementem roboczym są wkłady świecowe. Oferta w tym zakresie jest bardzo obszerna i obejmuje wkłady jednorazowe (np. polipropylenowe, membranowe), wkłady wielokrotnego użytku do czyszczenia. Klasyfikacji pozwalających na podział filtrów świecowych jest wiele. Można je podzielić, uwzględniając chociażby rodzaj materiału obudowy, a tym samym stopień odporności korpusu na agresywne medium. Dostępne są więc w tym zakresie obudowy ze stali kwasoodpornej oraz wykonane z tworzywa sztucznego. Nie mniej istotna pozostaje również wydajność. W tym przypadku obudowy filtrów dostępne są jako obudowy o małym, średnim i dużym przepływie. Dobierając filtr i wkład świecowy, konieczne jest uwzględnienie liczby wkładów wymiennych oraz ciśnienia i temperatury filtrowanego medium.
Oferta materiałów, z których wykonane są wkłady, również jest bardzo obszerna. Obejmuje bowiem polipropylen, nylon, mikrowłókninę ze szkła borokrzemianowego, politetrafluoroetylen PTFE, PTFE impregnowane mikrowłókniną, szkło borokrzemianowe oraz polieterosulfon PES i węgiel aktywny. Dostępne są również modele filtrów odpornych na podwyższone ciśnienie i wyższą temperaturę.
Filtry i wkłady patronowe
Mówi się, że nazwa „filtry patronowe” odnosi się do pewnej klasy filtrów plisowanych (harmonijkowych), które znajdują zastosowanie w instalacjach przeznaczonych do odpylania powietrza.
Filtrów patronowych najczęściej używa się przy oczyszczaniu powietrza z pyłów suchych. Zanieczyszczenia są odciągane z pomieszczenia, a następnie zasysane do komory filtracyjnej. Właśnie w niej umieszczone są wkłady patronowe. Zebrane zanieczyszczenia osadzają się na zewnętrznej stronie filtra, z którego oczyszczone powietrze odprowadzane jest na zewnątrz. Zdarzyć się może, że wystąpią substancje szkodliwe. Może je stanowić chociażby kadm czy azbest. W takich przypadkach powietrze jest usuwane na zewnątrz strefy roboczej.
Jak zatem zbudowane są wkłady patronowe? Na rynku nabyć można kilka ich rodzajów. Wodo- i olejoodporne, antyelektrostatyczne oraz z membraną PTFE, stanowią podstawową ofertę w tym zakresie. O zastosowanym materiale decyduje zarówno rodzaj zanieczyszczeń, jak i warunki pracy. Stąd też wkłady patronowe najczęściej wykonuje się z impregnowanych papierów filtracyjnych lub specjalnie przygotowanych poliestrów technicznych. Powierzchnia niektórych wkładów dodatkowo pokryta jest warstwą aluminium lub teflonu, dzięki czemu usuwanie nadmiaru zanieczyszczeń jest znacznie ułatwione. Filtry patronowe dobrze sprawdzają się w miejscach, gdzie konieczne jest uwzględnienie dużej powierzchni filtracyjnej, przy niewielkich gabarytach wkładu. Istotne cechy wkładów tego typu to również bardzo dobra zdolność uwalniania zanieczyszczeń z powierzchni materiału filtra. Nie mniej ważna pozostaje również znaczna trwałość oraz dobry stosunek jakości do ceny.
Jak można oczyścić, czyli usunąć nadmiar zanieczyszczeń z powierzchni wkładu patronowego? W filtrach pulsacyjnych najczęściej wykonuje się to za pomocą sprężonego powietrza. W przypadku filtrów mechanicznych usuwanie zanieczyszczeń można wykonać używając wibracji. Za pomocą przedmuchu zwrotnego, czyli czasowego odwrócenia kierunku przepływu, oczyszczanie odbywa się w filtrach rewersyjnych.
Dostępne są również wkłady patronowe wykonane z celulozy. Podkreśla się, że materiał ten jest wystarczający dla większości surowych warunków pracy. Wkłady produkowane są także z mieszanek celulozowo-syntetycznych. Jest to dobre rozwiązanie w miejscach, gdzie występuje bardzo drobny pył, cechujący się agresywną charakterystyką chemiczną. Syntetyczne materiały uwzględniane są w aplikacjach, gdzie występują wysokie temperatury i bardzo agresywne środowiska pracy.
Części metalowe wkładów patronowych są pokryte specjalnymi materiałami, które mają za zadanie zapewnienie ochrony przed żrącymi warunkami pracy. Zarówno wewnętrzna, jak i zewnętrzna siatka podtrzymująca jest otwarta na pewnej przestrzeni, celem zapewnienia sztywności, przy możliwie najmniejszym oporze powietrza. Pokrywa górna i dolna często są wykonane ze stali galwanizowanej. Tym sposobem unika się oksydacji w normalnych warunkach pracy. Nabyć można również modele wkładów, w których pokrywy są wykonane ze stali nierdzewnej. Pokrywy połączone są z pozostałymi elementami wkładu za pomocą masy termostatycznej.
Typowe wkłady dostępne są o średnicach 125, 150, 228 oraz 328 mm z uwzględnieniem różnej długości i kilku wersji mocowania, np. Twist-Lock (różne rodzaje) czy z gwintem wewnętrznym lub zewnętrznym.
Filtry i wkłady workowe
Filtry workowe najczęściej znajdują zastosowanie w procesach związanych z mechaniczną filtracją wody, a także cieczy technologicznych, chłodziw oraz oleju napędowego i opałowego. Używane są również do odpylania gorących i agresywnych gazów przemysłowych, oczyszczania powietrza w instalacjach klimatyzacji i wentylacji oraz w oczyszczaniu ścieków przemysłowych i komunalnych. Istotną cechą filtrów workowych jest duża powierzchnia filtrująca przy małych gabarytach. Zapewniona jest również skuteczna filtracja dużych strumieni przy niskich spadkach ciśnienia. W zależności od zastosowanych wkładów workowych możliwa jest filtracja z dokładnością 1, 5, 10, 20, 50, 100, 200 i 400 µm. Użyć można także specjalnych wkładów filtrujących ze zdolnością jednoczesnego usuwania z wody olejów.
Interesujące jest, że wkłady workowe, z wyjątkiem tych, które są przeznaczone do odolejenia wody, po renowacji mogą nadawać się do powtórnego użycia. Filtry workowe dostępne są jako pojedyncze i podwójne. Filtr pojedynczy wyposażony jest w przyłącza wlotu i wylotu oraz przyłącze spustu wody, a także zaworek do ręcznego odpowietrzania. Filtr podwójny jest układem dwóch podłączonych równolegle filtrów montowanych na ramie montażowej.
Oferta w zakresie materiałów, z których produkowane są elementy obudowy filtrów, jest bardzo obszerna. Może to być chociażby PVC, stal nierdzewna, stal powlekana polietylenem, stal ocynkowana, czy też stal malowana. Dostępne są również filtry wyposażone we wkład magnetyczny, który doskonale przechwytuje zanieczyszczenia o charakterze ferromagnetycznym.
Warto przyjrzeć się nieco bliżej workom filtracyjnym. Są one produkowane z wielu materiałów filtrujących, łącznie z filcem i siatkami. Filc jako materiał filtracyjny cechuje się trójwymiarową strukturą, która jest w stanie wytworzyć głębokie oczyszczanie dużego przepływu z jednoczesnym eliminowaniem uwalniania włókien. Filtracja za pomocą filcu zapewnia dokładne pozostawanie cząsteczek grubych na powierzchni, zaś osadzanie elementów mniejszych, głęboko w strukturze filcu igłowanego. Jeżeli zastosowany jest polipropylen i poliester, istnieje możliwość termicznego wygładzenia powierzchni, dzięki czemu eliminowane jest uwalnianie włókien podczas filtracji. W niektórych modelach worków przewiduje się również kołnierze wykonane z tworzywa sztucznego oraz pierścienie ze stali węglowej i nierdzewnej, a także opaski i sznurki ściągające. Producenci oferują typowe wymiary worków, ale nabyć można również worki o nietypowych parametrach.
Wkłady workowe, które są przeznaczone do filtrowania gazów, montuje się za pomocą pierścienia rozprężonego, wszytego sznura lub opaski zaciskowej. Ważne jest bowiem przede wszystkim zapewnienie szczelności układu filtrującego. W konstrukcji niektórych worków przewidziano możliwość wprowadzenia przewodu uziemiającego oraz pierścienia przeciwopadającego. Dostępne są również filtry przystosowane do współpracy z mechanizmem wstrząsowym.
Dobierając wkład workowy, pamiętajmy o uwzględnieniu kilku ważnych parametrów. W przypadku pyłów jest to przede wszystkim ich charakterystyka, skład chemiczny, poziom wilgoci i powierzchni filtracyjnej, wymagany spadek ciśnienia, a także zakres temperatur oraz typ istniejącego wyposażenia i sposobu montażu. Typowa gramatura materiałów filtracyjnych mieści się w zakresie od 300 do 750 g/m2. Dostępne na rynku worki filtrujące cechują się różnymi powłokami i wykończeniami, po to, aby uzyskać poprawę poziomu filtracji, zwiększenie ochrony przed ogniem oraz oddziaływaniem na substancje agresywne.
W razie potrzeby nabyć można antyolejowe worki filtracyjne, które są wykonane z czystego polipropylenu. Jest on poddany specjalistycznej obróbce. Do wykonania takiego worka nie należy używać silikonów. Tym sposobem worki antyolejowe dobrze sprawdzają się przy usuwaniu cząstek oleistych i żelowych.
Filtry i wkłady siatkowe
Jakie korzyści osiąga się, stosując filtry siatkowe? Przede wszystkim zwraca się uwagę na małe gabaryty, trwałą konstrukcję, a także na małe spadki ciśnienia. Podkreśla się również odporność na działanie wysokich ciśnień i temperatur oraz substancji agresywnych. W warunkach przemysłowych istotną rolę odgrywa również prosty montaż i obsługa.
Filtry siatkowe są nieodzownym elementem instalacji ciepłowniczych, a także systemów wodnych i przemysłowych. Filtry siatkowe bardzo często instaluje się w rurociągach, celem zapewnienia ochrony aparatury kontrolno-pomiarowej oraz pomp, zaworów, regulatorów, a także innych urządzeń wchodzących w skład instalacji. Można powiedzieć, że filtry siatkowe dobrze sprawdzają się wszędzie tam, gdzie konieczne jest usuwanie zanieczyszczeń stałych ze strumieni cieczy, gazów oraz par. Proces oczyszczania bazuje na mechanicznym zatrzymywaniu przez przegrodę filtracyjną elementów stałych, takich jak cząstki korozji z rur, żwir czy piasek. Przegroda najczęściej jest wykonana w postaci perforowanego elementu lub siatki drucianej.
Jak wiadomo, filtry siatkowe dostępne są w wersji koszowej T oraz Y. Typ koszowy T najczęściej stosowany jest do oczyszczania strumieni cieczy. Typ Y jest elementem układów parowych. Koszowe filtry siatkowe dostępne są jako urządzenia pojedyncze i podwójne. Filtry pojedyncze dobrze sprawdzają się w miejscach, gdzie można zatrzymać przepływ cieczy przez filtr oraz istnieje możliwość usunięcia nieczystości z kosza. Dzięki filtrom podwójnym zapewniona jest ciągła praca systemu. Jeżeli jeden z koszy wymaga wyczyszczenia, medium może przepływać w tym czasie przez drugi.
Autor: Damian Żabicki
