Verfahrenstechnik 5/2015

Sauber und effizient
Filtertechnik und pneumatisches Fördersystem für eine
Vlies-Fertigungsanlage
Hartmut Sauter, Fabian Engel
Vliesstoffe sind textile Flächengebilde,
deren Zusammenhalt im
Wesentlichen durch die eigene
Haftung gegeben ist. Der Einsatz
von Vliesen reicht von Hygieneanwendungen
über Bau- und Isoliermaterial
bis zu technischen
Textilien. Ein Hersteller von
Halbzeug für Stoffe im Bereich
Heimtextilien und Bekleidung
wollte bauliche Veränderungen mit
gesteigerten Anforderungen an den
Ausstoß, die Qualität und Sauberkeit
seiner Produkte realisieren,
dazu musste auch die Filter- und
Fördertechnik angepasst werden.
Autoren: Dr.-Ing. Hartmut Sauter, stellvertretender
Entwicklungsleiter Prozessluft,
Dipl.-Ing. Fabian Engel, CFD und Applikation,
LTG Aktiengesellschaft, Stuttgart
Neben der Behandlung der Maschinenabluft
mit der Abscheidung von Verunreinigungen
umfasste das hier vorgestellte
Projekt auch das pneumatische Fördersystem
der Fasern und die Konditionierung
der Hallenluft. Die Maschinenabluft verhindert
hohe Staubemissionen in der
Produktionshalle. Die Absaugung von
Randstreifen und die pneumatische Förderung
der Fasern sind Teil des Fasertransport-
und Recyclingprozesses, der mit den
Abscheidern des Sekundärkreises des Filtersystems
endet.
Zu Beginn der Zusammenarbeit stand ein
Dienstleistungsprojekt, das die Analyse des
Kundenprozesses sowie die Betrachtung der
Betriebsweise und der Betriebspunkte beinhaltete
und mit dem Vorschlag des später
verwirklichten Multi-Drum-Filtersystems
Typ CDF-4 endete. Ausgangspunkt des Projektes
von Kundenseite waren bau liche Veränderungen
mit gesteigerten Anforderungen
an den Ausstoß, die Qualität und Sauberkeit
seiner Produkte, die als Halbzeug für
Stoffe im Bereich Heimtextilien und Bekleidung
eingesetzt werden. Es galt, Bestandskomponenten
mit vorhandenen Ventilatoren
und Absaugstellen als auch neue Komponenten
in das lufttechnische Gesamtkonzept
zu integrieren. Auflagen der
Luftreinhaltung waren ebenso wie akustischen
Anforderungen zu berücksichtigen.
Der Ist-Zustand
Alle Abluftstränge aus der Produktion gehen
auf die Filteranlage, die aus einem Vorfilter
und einem Feinfiltermodul besteht. Beide
Filterstufen werden über eigene Sekundärluftkreise
gereinigt. Diese beinhalten einen
Ventilator zur Generierung des nötigen Abluftvolumenstroms
und einen Abscheider,
der das abgesaugte Material bzw. den abgesaugten
Staub drucklos austrägt.
Stanzabfälle bzw. Randstreifen werden
an der Vorfilterscheibe aufgehalten. Der
Vorfilter ist ein mit Siebgewebe ausgerüstetes
rotierendes Rad, das durch einen Ventilator
und eine statische Absaugdüse kontinuierlich
gereinigt wird. Die abgesaugten
Stoffe werden durch einen Zyklon ausgetragen
und können wieder dem Produktionsprozess
zugeführt werden. Vorteilhaft bei
der Verwendung einer Vorfilterscheibe ist
zudem die Größensichtung des Aufgabeguts,
was die nachfolgende Behandlung des
Staubes erleichtert. Der durch den Vorfilter
durchtretende Staub sammelt sich in den
zylindrischen Filtersäcken des Feinfiltermoduls.
Diese werden kontinuierlich durch
innenliegende, rotierende und traversierende
Absaugdüsen gereinigt. Dem Zyklon
der Feinfilterstufe werden kurze Faserstücke
und Materialstücke zugeführt, die nicht
weiter verwendet werden. Besonderes Augenmerk
zur Erzielung eines nahezu stationären
Betriebs des Feinfilters kommt der Gestaltung
der Absaugdüse und dem wirkenden Absaugvolumenstrom
bzw. -druck zu. Verschiedene
Anforderungen und Materialien führen
zu unterschiedlich gestalteten Absaugdüsen.
Zur Anpassung bzw. Neugestaltungen werden
CFD-Berechnungen eingesetzt.
Analyse mithilfe von CFD
In Abhängigkeit der Prozessparameter wird
das Feinfiltermedium gewählt. Dabei steht
eine Vielzahl von Filtermedien zur Verfügung,
die sich bezüglich Grundarten der Filterwerkstoffe,
des Herstellprozesses oder
auch der Ausrüstung unterscheiden. Bei diesem
Projekt wurde ein Nadelfilz gewählt, der
die Kuchenbildung bei Fasern begünstigt
und somit die Absaugdüsen unterstützt.
Trommelfilter weisen insbesondere bei Reinigungsaufgaben
mit kleiner Sinkgeschwindigkeit
gegenüber druckluftgereinigten Filtern
spezifische Vorteile auf. Agglomerate
mit geringer Sinkgeschwindigkeit können
bei druckluftgereinigten Filtern durch Abreinigungsimpulse
nicht immer vom Filtermedium
gelöst werden bzw. sofort angesaugt,
was dann in einer kurzen Filterstandzeit
resultiert. Stromab des Trommelfilters sind
Taschenfilter einsetzbar. Diese bewirken
einerseits, dass im Wartungsfalle keine Konzentrationsspitzen
passieren und andererseits
– ohne die genaue Kenntnis der Betriebserfahrungen
– die zuverlässige Einhaltung
der Emissionsziele. Vor und nach dem
Hauptventilator sind Kulissenschalldämpfer
verbaut. Alle Schallquellen sind in einem gemeinsam
schallgedämpften Gehäuse untergebracht.
Zudem sind Rohrschalldämpfer
im Bereich der beiden Sekundärluftkreise
verbaut. Eine Mischbox stromab des Hauptventilators
ermöglicht die Abluft in Abhängigkeit
der gewünschten Temperatur an die
Umgebung ab- bzw. in die Halle zurückzu-
12 VERFAHRENSTECHNIK 5/2015