Luft- und Gasfiltration

Neben der Art (oder besser dem physikalischen Zustand) des zu filternden Mediums (Flüssigkeit oder Gase) sind folgende Angaben zur Auslegung eines Filtersystems wichtig: der Durchsatz (z.B. in m³/h), der Betriebsdruck (z.B. in bar), die Betriebstemperatur (in °C), die Viskosität oder Dichte des Mediums, der Feststoffgehalt bzw. die Menge der separierenden Partikel oder Aerosole und die geforderte Filterfeinheit bzw. der Abscheidegrad.

Der Abscheidegrad, Trenngrad oder Wirkungsgrad (engl. Separation efficiency) beschreibt in der Verfahrenstechnik die Wirksamkeit eines Trennverfahrens. Er definiert das Verhältnis des vom Filter zurückgehaltenen Stoffes (z.B. Staubpartikel oder Aerosole) im Vergleich zum zugeführten ungereinigten Medium.

Der Berstdruck gibt das Versagen des Filterelements bei Durchströmung von innen nach außen an. Beim Berstdruck wird das Filterelement zerstört und das zugeführte Medium strömt ungereinigt durch den Filter. Der Berstdruck ist um ein vielfaches höher als der zulässige Nenndruck oder Betriebsdruck.

Nenndruck beschreibt den Druck in bar/mbar/kPA für den der Filter bei Raumtemperatur (20°C) ausgelegt ist.

Die Standzeit, also die ermittelte Betriebsdauer des Filters, ist abhängig vom Verunreinigungsgrad des zu filternden Mediums, von dem geforderten Abscheidegrad, von der Filtergröße und von der Durchflussmenge.

Die Viskosität sagt aus, wie zähfließend ein Medium ist. Generell gilt: Je höher die Viskosität des Mediums desto komplexer wird die Anforderung an das Filtersystem.

Bei Partikelfilter werden Partikel aus Gasen oder Flüssigkeiten getrennt, indem der Fluidstrom in ein Gehäuse mit zwei Anschlüssen und durch ein Partikelfilterelement geleitet wird. Die Fließrichtung im Filterelement ist von außen nach innen.

Bei der Koaleszenzfiltration ist die Fließrichtung im Filterelement von innen nach außen. Das Koaleszenz-Filterelement besteht dabei im Wesentlichen aus zwei Teilen: Einer Koaleszenz- Innenschicht und einer gröberen Außenschicht zur  Abführung der Flüssigkeit. Die Aerosole oder Tröpfchen werden von den feinen Fasern der inneren Schicht aufgefangen, akkumulieren beim Durchtritt in die äußere Schicht des Filterelements und gelangen von dort in den Auffangbehälter.

Viton^®, Nylon^®, Neopren^® etc. sind geschützte Markennamen. So steht die Marke Viton® der Firma Chemours/DuPont für ein Fluorelastomer (FKM/FPM). Kalrez^® ist ebenfalls von DuPont und bezeichnet einen synthetischen Kautschuk (Polychloropren, CR). Neopren^® steht für ein extrem flexibles, elastisches und wasserdichtes Material mit hoher Beständigkeit gegen Chemikalien, Witterungseinflüsse und Öle. Nylon^® ist der Markenname für ein Polyamid (PA). Chemraz^® ist der Markenname eines Perfluorelastomers (FFKM), hergestellt von dem Unternehmen Greene Tweed.

Ein Filtergehäuse besteht im Wesentlichen aus dem Gehäuseoberteil (Kopf) und dem Unterteil (Sumpf/Tasse), die zusammen das Filterelement umschließen. Zwischen Kopf und Sumpf ist eine Dichtung, deren Material je nach Filtermedium variiert. Das Filtergehäuse wird mit Anschlüssen (Ein-/Auslass) und Halter etc. ergänzt. Das Filtergehäuse besteht zum Beispiel aus Aluminium, Edelstahl, Kunststoff oder Kombinationen.

Filtergehäuse bieten vielfältige Anschlussmöglichkeiten, primär als Innengewinde in Zoll Größen von 1/8 bis 3“. Typische Anschlussarten umfassen zöllige Gewinde (BSPP, BSPT, NPT).

Ein Differenzdruckanzeiger zeigt an, wie „belegt“ ein Filterelement ist. Damit kann abgelesen werden, wann das Filterelement getauscht werden sollte, um die einwandfreie Funktion der Anlage zu gewährleisten und um teure Ausfälle vorzubeugen.

Filtration, Absorption und Adsorption sind Trennverfahren: 
Filtration trennt Feststoffe mechanisch durch Siebe bzw. Filter. Adsorption bindet Stoffe (Gas/Flüssigkeit) oberflächlich an einen Feststoff. Absorption hingegen nimmt Stoffe in das Innere eines Materials (Volumen) auf.

• Filtration (mechanisch): Ein Gemisch aus Feststoff und Flüssigkeiten oder Gasen werden durch das Filtermedium geleitet. Der Feststoff wird aufgrund seiner Größe zurückgehalten.
• Adsorption: Als Adsorption bezeichnet man die Anlagerung von Atomen oder Molekülen aus Flüssigkeiten oder Gasen (Adsorbat) an eine feste Oberfläche (Adsorbient). Oft genutzt zur Reinigung von Gasen.
• Absorption: Absorption beschreibt das Aufnehmen, Einsaugen oder „Verschlucken“ von Stoffen durch ein anderes Material oder einen Körper. Die zu filternde Gase oder Flüssigkeiten (Absorbat) dringen in das Innere eines anderen Stoffes (Absorbent oder Absorbens) ein. Es handelt sich um physikalisches oder chemisches Lösen.

Ablassventile an Filtergehäusen dienen der kontrollierten Entleerung, Druckentlastung oder Kondensatableitung. So kann das Gehäuse z.B. vor dem Filterwechsel entleert werden oder Verunreinigungen, ohne den Filterprozess unterbrechen zu müssen, abgelassen werden können. 

Ablassventile variieren je nach Anwendung von einfachen manuellen Hähnen bis hin zu automatischen Systemen. Gängig sind manuelle Ablasshähne, automatische Schwimmerablassventile, elektronische Magnetventile und Überdruckablassventile.

Die Filtergröße ist von vielen Faktoren abhängig, zum Beispiel von dem Abscheidegrad, dem gewünschten Filterergebnis bis hin zur Einsatzdauer und den Anschaffungskosten. Contec berät Sie unter der Berücksichtigung aller nötiger Parameter gerne schnell und kompetent.