|
01/26/2006
Donaldson Filter Components Ltd
7 The Parks
Newton le Willows, WA12 0JQ, England
|
Jenny Nash
+44 (0) 1942 711711
|
PER STAMPA IMMEDIATA
una guida alla scelta del media filtrante per filtri a manica nel settore del cemento da parte di donaldson membranes
I filtri a manica nel settore del cemento sono una parte essenziale del processo di separazione industriale che avviene internamente a questa industria e pertanto è di fondamentale importanza selezionare il corretto media filtrante da utilizzare. Sebbene i media filtranti incidano normalmente per una parte relativamente piccola del costo totale del sistema, essi tuttavia rappresentano uno dei fattori critici di successo.
Larghe quantità di polvere aviotrasportata vengono prodotte durante la conquista di materie prime nella fase di estrazione e minazione, nonché durante demolizione, bruciatura forno/clinker, raffreddamento, mulinatura, messa in stock ed imballaggio.
Pur tuttavia, queste emissioni possono essere ben controllate con sistemi chiusi dove l’aria di processo passa attraverso un materiale filtrante per la separazione della polvere prima del rilascio nell’atmosfera. La polvere raccolta può essere immessa nuovamente nei processi produttivi o miscelata con altri prodotti del cemento.
Durante il processo di filtrazione, la polvere viene separata dal flusso d’aria facendola passare carica di polvere attraverso alcuni tipi di materiali porosi e trattenendo le particelle sulla superficie del materiale.
I filtri possono contenere da alcuni a parecchi metri di tessuto che hanno la funzione di fornire una efficiente separazione della polvere agendo come barriera per rimuovere il particolato. Pertanto, tra i tanti fattori che devono essere considerati nel processo di filtrazione, uno importante è quello che il media filtrante scelto sia capace di trattenere le particelle solide ma consenta anche l’attraversamento dei gas.
Le emissioni di polvere derivanti dai processi forno e mulino, attraverso l’utilizzo di ingenti quantità di gas, possono avere un impatto maggiore su un’area molto più vasta, causando un rischio alla salute e perdita di prodotto. E’ quindi essenziale che i media filtranti impiegati possano inibire con successo le emissioni di polveri inquinanti nell’ambiente al fine di soddisfare lo stringente controllo legislativo che si orienta verso una richiesta di media filtranti più efficaci ed efficienti.
Fattori determinanti la scelta del media filtrante
I fattori che devono essere considerati prima di determinare la scelta del media filtrante sono i seguenti:
Temperatura
Di tutti i fattori essenziali da considerare, la temperatura di funzionamento può essere ritenuta la prima, qualunque siano le condizioni di gas. Le applicazioni di filtrazione sono suddivise in due gruppi: filtrazione di bassa temperatura, ad esempio quelle che operano a temperatura ambiente quali operazioni di mulinatura, macinatura, miscelatura ed insaccatura e filtrazione ad alta temperatura dove il calore è indotto o è parte del processo come boilers, inceneritori, essiccatori e forni.
Condizioni chimiche e gassose avverse
La capacità del tessuto filtrante di non degradarsi ad attesi livelli di acidi, alkali, solventi ed agenti ossidanti deve essere garantita alle temperature di funzionamento dell’applicazione di filtrazione.
Umidità
Dovrebbe essere assicurata la resistenza all’idrolisi ad attesi livelli di umidità e temperatura.
Stabilità dimensionale
Il media filtrante è previsto resistere al restringimento e all’allungamento ad attese condizioni di gas e temperature.
Tipo di unità filtrante
Il metodo e la pressione di pulizia, la costruzione della manica filtrante e la struttura della gabbia devono tutti essere tenuti in considerazione.
Per retrofit
Dovrebbe essere esplorata la storia delle applicazioni esistenti.
Quale media filtrante è disponibile?
I media filtranti con membrana Microporosa ePTFE Tetratex® della Donaldson Membrane hanno un confermato bagaglio di esperienza in quanto ad alta efficienza e molteplici tipi di membrane differenti disponibili in grado di raggiungere in base a vari parametri la performance desiderata: Tetratex Release, Tetratex, Tetratex High Efficiency e Tetratex Ultra High Efficiency. Questi laminati ad alta performance consentono un rilascio del pannello polvere senza eguali, bassa perdita di carico, maggiore flusso d’aria ed alta efficienza.
Le membrane Tetratex sono prodotte da resina polimerica di 100% PTFE. Sono chimicamente inerti e termicamente stabili fino a 325°C. Le membrane di filtrazione sono costituite da una media di oltre 100 mila pori per cm2. Le membrane vengono laminate termicamente su una gamma di supporti che includono materiali tessuti, non tessuti e feltri utilizzati in raccoglitori di polvere tipo pulse jet, reverse air e cartuccia e filtri a manica.
Tetratex è una membrana per filtrazione di superficie. Agisce quale pannello polvere primario non richiedendo pannello polvere per operare come aiuto al filtro né prima né durante la fase di funzionamento. Tetratex aiuta a mantenere l’integrità del supporto inibendo la penetrazione di particelle di polvere e limitando la formazione del pannello di superficie e conservando un ottimo flusso d’aria e una perdita di carico stabile.
Questo media filtrante migliora notevolmente la performance dei materiali filtranti tradizionali che si affidano alla formazione di un pannello filtrante di superficie per catturare particelle di polvere fine e che possono consentire la migrazione di polvere attraverso il mezzo filtrante creando così alti valori di emissione e crescente perdita di carico.
I benefici di usare i media filtranti con membrana Tetratex nei filtri a manica del settore cemento
In generale:
Vita manica filtrante potenzialmente lunga
Perdita di carico stabile
Il più flessibile a variazioni di processo
Non condizionato dalla distribuzione della dimensione e dalla chimica del particolato
I più bassi tassi di emissione raggiungibili
Per i gas del forno:
Ridotta perdita di carico
Maggiore flusso d’aria
Capacità produttiva più alta
Consumo energetico ridotto
Risparmi energetici con ventilatori a velocità variabile
Ridotto consumo di aria compressa
Vita manica filtrante più lunga
Funzionamento a manutenzione gratuita
Per i raffreddatori del clinker:
Il media per alta temperatura (Fibra di vetro Tetratex) riduce le richieste di aria di diluizione o riduce il carico di scambio di calore per una capacità maggiore del raffreddatore
Flusso d’aria maggiore = capacità del raffreddatore maggiore = migliore controllo del forno
Uso di aria compressa ridotto
Per mulini cemento/mulini del grezzo:
Flusso d’aria maggiore = migliore pulizia attraverso il mulino/separatore = produzione di cemento maggiore
Perdita di carico ridotta = vita della manica filtrante più lunga = capacità di maneggiare un tipo speciale di cemento di alto grado
Flusso d’aria maggiore = migliore essiccatura nel mulino del grezzo = maggiore produzione
Per mulini del carbone:
Perdita di carico ridotta = flusso d’aria equilibrato = migliore controllo
Meno polvere sulle maniche filtranti = ridotto rischio di esplosione
Pulizia ridotta (richiesta di pulse) = vita della manica filtrante più lunga
Abbassare emissioni e perdita di carico
Un esempio dei significativi risultati che possono essere raggiunti attraverso la corretta scelta del media filtrante è illustrato nel recente caso studio in cui l’articolo 5102 Tetratex Release di Donaldson Membranes ha incrementato la produzione presso un impianto di cemento turco nel quale un collo di bottiglia produttivo ad uno dei mulini aveva rallentato il processo. Era necessaria una rapida e vantaggiosa soluzione al problema.
A seguito di un’attenta analisi del sistema produttivo del mulino, Donaldson Membranes ha raccomandato l’uso del codice 5102 Tetratex Release, media filtrante in feltro 100% Poliestere che impiega la vantaggiosa e ad alta efficienza Membrana ePTFE Tetratex Release® sulle 2,500 maniche filtranti, prodotte ed installate dallo specialista tedesco Fasse Filter.
Un’ispezione del processo di cemento del mulino ha rivelato che il tasso di emissione e la perdita di carico delle maniche filtranti erano troppo elevate. Le maniche esistenti erano fatte di feltro Poliestere standard con una elevata permeabilità all’aria pari a 100-250 l/dm2min, ed un peso di 450-500 g/m2. I parametri del filtro indicavano un tasso di flusso di 176500m3/ora, con una pressione differenziale di 197mmwg, pressione di pulizia di 6 bars con un sistema di controllo a tempo.
L’ordine fu affidato a Fasse Filter per la fornitura e la supervisione di installazione delle 2500 maniche filtranti con anello elastico nella parte superiore della manica e prodotte con media filtrante numero 5102 Tetratex Release.
Dopo un periodo di 4 settimane dalla messa in funzionamento delle nuove maniche filtranti, furono registrati sostanziali miglioramenti. Il tasso di flusso era salito a 179500m3/ora, mentre la pressione differenziale si era ridotta a 131mmc.a. e la pressione di pulizia diminuibile a 5 bars.
Il responsabile dell’impianto era contento di notare che Donaldson Membranes e Fasse Filter erano riusciti a ridurre la perdita di carico di un terzo, eliminare tutte le emissioni visibili e rimuovere il collo di bottiglia così incrementando produzione e profitti.
Sostituzione ESP amica dell’ambiente
Donaldson Membranes è stata scelta come fornitore di media filtranti per i filtri a manica quale parte del controllo della linea di produzione dell’impianto della HeidelbergCement a Lixhe.
HeidelbergCement, produttore mondiale di cemento, asfalti e materiali di costruzione, ha fermato il forno a processo umido di Lixhe ed intrapreso una completa modernizzazione della linea produttiva del processo secco al fine di: aumentare la capacità produttiva da 3400 a 4200 tonnellate al giorno; massimizzare l’uso di combustibili secondari più vantaggiosi economicamente; uniformarsi agli standard di protezione ambientale.
Quale fase di controllo ed al fine di ridurre le emissioni di polvere, due filtri a manica sono stati costruiti per la depurazione dei gas emessi dal forno e di quelli del raffreddatore; le emissioni di Nox sono state abbassate grazie all’installazione di un sistema di combustione multifase sul preriscaldatore.
Precedentemente i gas emessi del forno e parte dei gas emessi dal raffreddatore usati per asciugare le materie prime nell’essiccatore rotativo venivano depurati in un precipitatore elettrostatico. Questo precipitatore elettrostatico, con emissioni di polvere pari a 50 mg/Nm3, non era chiaramente sufficiente a soddisfare l’elevato flusso di gas e quindi a conformarsi ai sempre più stringenti regolamenti ambientali. Pertanto fu necessario introdurre un nuovo filtro a manica che operasse come filtro forno.
Le membrane ePTFE Tetratex sono diventate componenti importanti del mercato quale tecnologia di scelta nel sostituire i precipitatori elettrostatici (ESP) con filtri a manica nel processo di depolverazione del forno, pertanto la raccomandazione di Donaldson Membrane fu Tetratex #6255 che meglio si adattava alle richieste di pressione di aria compressa minore e pulizia meno frequente grazie all’eccezionali proprietà di rilascio del pannello di polvere, emissioni di particelle pressoché nulle, vita della manica filtrante maggiore e costi di manutenzione più bassi.
Il filtro a manica, fornito da Redecam, conta 7680 maniche, alte 4.5 metri, diametro 145 mm, garantito per 5 anni. E’ stato prodotto con maniche in tessuto in fibra di vetro Tetratex #6255 con membrana ePTFE Tetratex Ultra High Efficiency, adatti a sopportare temperature in continuo fino a 260°C. Il filtro a manica è stato installato dopo l’essiccatore di materie prima al fine di depurare i gas emessi dal forno e parte di quelli del raffreddatore quando l’essiccatore stesso è in funzionamento – ed è stato costruito dietro il rivestimento del precipitatore elettrostatico che è stato mantenuto come camera di assestamento. Al fine di proteggere il filtro dalle alte temperature, è stata aggiunta una torre di raffreddamento nel circuito in caso di carenza di materie prime nell’essiccatore.
Il nuovo filtro a manica è ormai in funzionamento da Luglio 2001 e le maniche filtranti si stanno ancora comportando bene. Le emissioni sono state drasticamente ridotte da 50 mg/Nm3 a meno di 3 mg/Nm3; la perdita di carico garantita è 80 mm, sebbene la perdita di carico effettiva sia talvolta maggiore a causa di un maggiore flusso di gas. Il filtro a manica ha consentito una drastica riduzione delle emissioni di polvere (e Hg) con garanzie sul tempo di vita utile delle maniche fino ad ora pienamente mantenute.
Oggi il forno opera con un risultato che si attesta tra le 4400 e le 4600 tonnellate al giorno (5-10% sopra al nominale). La temperatura di uscita dei gas dovrebbe regolarsi tra 350°C e 420°C mentre la perdita di carico del sistema è tanto bassa da essere pari a 340-370 mm C.A..
Tetratex #6255 rappresenta il media filtrante ideale per filtri impiegati nelle applicazioni di depolverazione del forno e fornisce anche una soluzione per processi ad alta temperatura.
Il tessuto in fibra di vetro Tetratex #6255 con membrana ePTFE Tetratex Ultra High Efficiency è adatto per processi di funzionamento in continuo fino a 260°C. E’ pertanto la scelta più ovvia per filtri a manica Pulse Jet impiegati per filtrare i gas carichi di polvere dai forni e mulini del grezzo dell’impianto di cemento che usano un sistema di pulizia off-line e dove la temperatura di funzionamento tipica varia tra i 220 ed i 240°Χ.
Il sistema di pulizia delle maniche off-line altamente efficace è progettato per ridurre perdita di carico e consumo di aria compressa e nel contempo allungare la vita della manica riducendo i bisogni di manutenzione. Tetratex #6255 di Donaldson Membranes valorizza notevolmente il processo, richiedendo pressione di aria compressa minore e pulizia meno frequente grazie alle eccezionali proprietà di rilascio del pannello di polvere ed emissioni di particelle pressoché nulle.
Tecnologia di controllo imbattibile
Come tutti i casi illustrano, il tipo di soluzione raccomandata dipende dal problema che occorre risolvere e dall’ambiente in cui opera l’applicazione – ma non c’è dubbio che per applicazioni utilizzanti media filtranti in tessuto, la migliore tecnologia di controllo disponibile per la cattura di particolato fine e complesso è riconosciuta essere quella delle membrane ePTFE.
|
