Afzuigen en filteren van verplaatste lucht bij gesloten opslagsystemen

Vele opslagsystemen zoals silo’s en opslaghallen zijn ook voorzien van filtersystemen die de verplaatste lucht tijdens het laden filteren. Om te vermijden dat alle lucht uit het opslagsysteem wordt afgezogen, zijn de filtersystemen vooral geplaatst aan de overslagpunten (laden en lossen). De meest gebruikte filtersystemen zijn doekenfilters. [EIPPCB, 2006]

Doekenfilters [Lemmenset al., 2001]:

Een doekenfilterinstallatie bestaat in principe uit een omkasting waarin een filtermedium (het doek) is aangebracht. De met stof verontreinigde lucht wordt door de doekenfilter geleid en van stofdeeltjes ontdaan. Het stof wordt periodiek van de filter verwijderd en verzameld in een onder de filterinstallatie geplaatste trechter (hopper).

Het stof dat zich gedurende het filterproces in en aan de filter ophoopt, moet van tijd tot tijd worden verwijderd. De meest gebruikte systemen zijn:

  • schudmechanisme
  • terugblaassysteem (omkeren van de stroomrichting)
  • d.m.v. perslucht
  • combinatie van verschillende systemen
  • ultrasone reiniging

De klopreiniging (d.m.v. een schudmechanisme) is de oudste methode en wordt nog zelden toegepast. Bij de terugstroomreiniging is het filter opgedeeld in een aantal compartimenten. De uitgang van elk compartiment kan worden afgesloten van de rest van de doekenfilter, waarna een ventilator spoellucht door het filtermateriaal blaast in omgekeerde richting. Bij persluchtreiniging wordt een korte persluchtstoot van 0,05 tot 0,3 seconden in de filterzak gegeven, waardoor het filtermateriaal ineens opbolt. De stoflaag, die zich aan de buitenkant van de zak bevindt, breekt hierdoor en valt naar beneden in de trechter.

De reiniging kan door een tijdschakelaar of door een drukverschilregelaar bestuurd worden. Het nadeel van een vaste insteltijd bij een laag stofaanbod is dat de filter vaker gereinigd wordt dan nodig, een drukverschilregelaar ondervangt dit nadeel.

Het gebruikte doekmateriaal kan verdeeld worden in twee groepen nl. weefsel en vilt. Een weefsel is een tweedimensionaal netwerk en kan op diverse manieren worden geweven, waardoor verschil ontstaat in plooibaarheid en permeabiliteit. De filterwerking van een weefsel wordt sterk bepaald door de op het doek opgebouwde filterkoek. De vilten die voor rookgasreiniging worden gebruikt, bestaan uit een grofmazig steunweefsel, waarop vezels worden ingestanst. Door het driedimensionale netwerk van de vezels vertoont een vilt op zichzelf een goede filterende werking. Door de hogere mechanische sterkte van vilt ten opzichte van weefsel is een hogere doekbelasting mogelijk, waardoor een kleinere filterinstallatie toereikend is. Doekmaterialen kunnen in diverse kwaliteiten geleverd worden; met name de dikte en het specifiek gewicht kunnen variëren [Lemmens et al., 2001] .

Toepassingsgebied

Opslaghallen, silo’s, koepels en overslagpunten.

Stoffilters kunnen toegepast worden voor alle producten. De installatie dient bij explosiegevoelige producten (bv. stof van granen) wel te voldoen aan de voorschriften bepaald in de ATEX –Directive (Directive 94/9/EC of 23 March 1994 on the approximation of the laws of the member states concerning equipment and protective systems intended for use in potentially explosive atmospheres)

Het plaatsen van afzuiginstallaties op opslaghallen vergt een grote operationele kost. Het is daarom meer aangewezen om de diffuse emissies zoveel mogelijk te herleiden tot een discreet aantal geleide emissies waarbij de verplaatste lucht wel eenvoudig over een stoffilter kan geleid worden. Voorbeelden hiervan zijn het beladen van gesloten silo’s met continu transportsystemen (pneumatisch of mechanisch) en andere overslagpunten. In sommige installaties worden silo’s beladen met grijpers. Hier is het niet mogelijk om de verplaatste lucht te filteren. Hier zijn vooral de code van goede praktijk maatregelen voor grijpers van toepassing. Afhankelijk van het product kan overwogen worden om de silo-opening te voorzien van een sproei- of vernevelinstallatie.

De randvoorwaarden voor het gebruik van doekenfilters zijn:

  • Geen hoge vochtigheidsgraad of druppeltjes. Eventueel bijkomende verwarming van bv. de omkasting kan voorkomen dat vocht op de filter condenseert. Wanneer dit niet mogelijk is kan een doekenfilter niet worden toegepast.
  • Vonken en roet moeten vermeden worden omdat ze explosiegevaar met zich meebrengen. Vonken moeten zijn gedoofd alvorens ze het filterdoek bereiken. Roet kan aan zelfontbranding onderhevig zijn.
  • Elektrostatische oplading is mogelijk.
  • Kleverig stof moet vermeden worden. Eventuele toeslagstoffen kunnen worden toegediend.
  • Debiet: 300 – 1 800 000 Nm³/h
  • Temperatuur: boven dauwpunt en < 135 °C (basisuitvoering)
  • Inkomend stofgehalte: 0,1 - 230 g/Nm³

Stofemissies

Bij correct gebruik (vermijden scheuren, voldoende reinigen stofdoeken) is het verwijderingsrendement 99% voor deeltjes >1 µm [Schrooten et al., 2003].

De restemissies zijn afhankelijk van de gebruikte doeken maar concentraties < 10 mg/Nm³ zijn haalbaar.

Andere milieu-impact

Energie

Het energieverbruik van de doekenfilters wordt hoofdzakelijk bepaald door het reinigingssysteem en de filterweerstand.  Filters met een hoge doekbelasting (high-ratio) en met een persluchtreinigingssysteem hebben een hoger rendement, maar ook een hoger energieverbruik. Filters met een lage doekbelasting (low-ratio) en een terugblaassysteem of een schudsysteem hebben een lager rendement maar ook een relatief laag energieverbruik. Het energieverbruik varieert tussen 0,2 - 2,0 kWh/1 000 Nm³.

Afval

  • Stof als reststof. De hoeveelheid reststof is afhankelijk van de toepassing.
  • De gebruikte doeken bij vervanging.

Economische informatie

Investering [Lemmens et al., 2001]:

  • € 1.000 – 13.000afhankelijk van de capaciteit en de uitvoering van de behuizing en € 500 – 700 voor filtermateriaal voor 1 000 Nm³/h aandeel van de doekmateriaalkosten in de totale investering kan variëren van 10% tot meer dan 50%.
  • In de onderstaande tabel zijn de kosten weergegeven voor eenvoudige systemen per M³/h.

Capaciteit in m³/h

Investeringskosten (x € 1000)

>100 000

1 – 4

10 000 – 100 000

4 – 7

1 000 – 10 000

7 – 13

< 1 000

> 13

  • Recentere (2008) informatie op basis van bedrijfsbezoeken geeft richtprijzen aan van €12.500 voor een installatie met een capaciteit van 1.000 m³/h
  • Enkele richtprijzen voor geconfectioneerd filtermateriaal met bevestigingsringen:

Filtermateriaal

Richtprijs (€/m²)

Dralon-T

15

Nomex

60

PTFE

80

Glasvezel

180

Werkingskosten

  • Personeelskosten: ca. 2 manuren/week
  • Hulp & reststoffen: € 100 tot 140 per jaar voor 1 000 Nm³/h. De transportkost van het afgescheiden stof is afhankelijk van de aard van de reststof.
    • Inert: ca. € 75 per ton
    • Chemisch: € 150 – 250  per ton
  • Operationele kosten: €0,2 – 1,5  per m³/h