Odciąganie pyłów w czasie transportu pneumatycznego

Transport pneumatyczny jest szeroko stosowany w zakładach przemysłowych do przemieszczania pyłów, proszków, granulatów, trocin, wiórów oraz innych materiałów sypkich. Przepływ powietrza umożliwia szybki i zautomatyzowany transport materiału pomiędzy poszczególnymi etapami procesu produkcyjnego. Jednocześnie transport materiałów sypkich może powodować powstawanie i rozprzestrzenianie się pyłów.

Skuteczne odciąganie pyłów w czasie transportu pneumatycznego wymaga odpowiedniego połączenia punktów poboru, przewodów, separatorów, filtrów oraz wentylatora. Prawidłowo zaprojektowana instalacja pozwala ograniczyć emisję pyłu do hali produkcyjnej, poprawić warunki pracy i zwiększyć niezawodność całego systemu.

Czym jest transport pneumatyczny?

Transport pneumatyczny to metoda przemieszczania materiałów sypkich za pomocą strumienia powietrza przepływającego przez zamknięty system przewodów. Materiał zostaje wprowadzony do instalacji, a następnie transportowany przez przepływające powietrze do określonego punktu odbioru.

W zależności od rodzaju instalacji oraz transportowanego materiału stosuje się różne konfiguracje przewodów, wentylatorów, separatorów i urządzeń filtracyjnych.

Jak działa transport pneumatyczny?

Podstawą działania instalacji jest różnica ciśnień i przepływ powietrza wytwarzany przez odpowiednio dobrany wentylator. Powietrze porusza materiał w przewodzie, a następnie mieszanina powietrza i materiału trafia do urządzenia separującego.

W zależności od zastosowanego rozwiązania materiał może zostać oddzielony od powietrza za pomocą cyklonu, separatora lub filtra. Oczyszczone powietrze może następnie zostać odprowadzone na zewnątrz lub - jeśli pozwalają na to warunki instalacji i zastosowana filtracja - skierowane do dalszego obiegu.

Jakie materiały transportuje się pneumatycznie?

Transport pneumatyczny znajduje zastosowanie przede wszystkim do przemieszczania materiałów sypkich. Mogą to być między innymi:

• Pyły przemysłowe
• Proszki
• Granulaty tworzyw sztucznych
• Trociny
• Wióry
• Ziarna
• Materiały mineralne
• Produkty spożywcze
• Materiały chemiczne

Dobór parametrów instalacji zależy od właściwości konkretnego materiału. Istotne znaczenie mają między innymi jego gęstość, granulacja, wilgotność, ścieralność oraz tendencja do zbrylania.

Transport pneumatyczny podciśnieniowy i nadciśnieniowy

Transport pneumatyczny może być realizowany w układzie podciśnieniowym lub nadciśnieniowym.

W systemie podciśnieniowym materiał jest zasysany przez instalację, a wentylator lub dmuchawa znajduje się zazwyczaj za urządzeniem filtracyjnym. Takie rozwiązanie może ograniczać ryzyko wydostawania się transportowanego materiału przez nieszczelności.

W układach nadciśnieniowych powietrze jest tłoczone do instalacji, a materiał przemieszczany jest w kierunku punktu odbioru.

Wybór konkretnego rozwiązania powinien wynikać z charakterystyki materiału, długości instalacji, wymaganej wydajności oraz warunków procesu.

Skąd powstają pyły podczas transportu pneumatycznego?

Sama instalacja transportowa może być szczelna, jednak pylenie często pojawia się w miejscach, w których materiał jest pobierany, przesypywany lub odbierany.

Pylenie podczas załadunku materiału

Podczas zasypywania materiału do instalacji może powstawać chmura pyłu. Jest to szczególnie widoczne w przypadku drobnych i lekkich frakcji, które łatwo unoszą się w powietrzu.

W takich miejscach często stosuje się dodatkowe punkty odciągowe, których zadaniem jest przechwycenie pyłu jeszcze przed jego rozprzestrzenieniem się w hali.

Pylenie podczas transportu przewodami

W prawidłowo zaprojektowanej i szczelnej instalacji materiał powinien być transportowany wewnątrz przewodów. Problemy mogą jednak występować przy nieprawidłowo dobranej prędkości przepływu, niewłaściwej geometrii instalacji lub nieszczelnych połączeniach.

Zbyt niska prędkość może powodować odkładanie materiału w przewodach, natomiast zbyt wysoka może zwiększać zużycie elementów instalacji oraz pobór energii.

Pylenie podczas przesypywania materiału

Jednym z najczęstszych miejsc emisji pyłu są punkty przesypowe. Zmiana kierunku ruchu materiału, jego swobodny spadek oraz uderzenie o powierzchnię odbiorczą mogą powodować intensywne unoszenie drobnych cząstek.

W takich miejscach często konieczne jest zastosowanie lokalnego odciągu.

Pylenie podczas rozładunku

Podobny problem występuje podczas opróżniania zbiorników, silosów oraz innych urządzeń odbiorczych. W zależności od konstrukcji instalacji można zastosować szczelne połączenie z odbiornikiem lub dodatkowy punkt odciągowy.

Nieszczelności instalacji pneumatycznej

Nieszczelne połączenia przewodów mogą powodować wydostawanie się transportowanego materiału do otoczenia. Oprócz zwiększenia zapylenia może to prowadzić do strat materiału i zaburzenia parametrów pracy instalacji.

Dlatego szczelność przewodów, połączeń i urządzeń jest jednym z podstawowych elementów prawidłowo zaprojektowanego systemu.

Dlaczego potrzebny jest odciąg pyłu w transporcie pneumatycznym?

Odciąganie pyłów w czasie transportu pneumatycznego ma na celu przede wszystkim kontrolowanie emisji zanieczyszczeń w miejscach, gdzie mogą one przedostawać się do otoczenia.

Ograniczenie zapylenia hali produkcyjnej

Skuteczny system odpylania ogranicza ilość drobnych cząstek przedostających się do powietrza w hali. Jest to szczególnie istotne w zakładach, w których transportowane są duże ilości materiałów pylących.

Ochrona pracowników

Ograniczenie emisji pyłów pozwala poprawić warunki pracy i zmniejszyć narażenie osób przebywających w pobliżu procesu technologicznego.

Ochrona maszyn i urządzeń

Pył osiadający na urządzeniach może powodować zabrudzenia i zwiększać wymagania związane z ich utrzymaniem. W przypadku niektórych procesów drobne cząstki mogą również przedostawać się do elementów mechanicznych i urządzeń sterujących.

Ograniczenie strat transportowanego materiału

Prawidłowo zaprojektowany system pozwala ograniczyć ilość materiału traconego podczas załadunku, przesypywania i odbioru.

Utrzymanie czystości instalacji

Odpowiedni przepływ powietrza i właściwe parametry transportu ograniczają ryzyko odkładania się materiału w przewodach.

Jak działa system odpylania transportu pneumatycznego?

Typowy system można przedstawić w uproszczony sposób:

punkt poboru → przewód transportowy → separator/cyklon → filtr → wentylator → oczyszczone powietrze

W zależności od zastosowania konfiguracja może być bardziej rozbudowana i obejmować kilka punktów poboru, dodatkowe separatory, filtry oraz urządzenia odbiorcze.

Punkt odbioru materiału

Pierwszym elementem systemu jest miejsce, w którym materiał zostaje pobrany i wprowadzony do strumienia powietrza.

Konstrukcja punktu poboru powinna ograniczać możliwość niekontrolowanego wydostawania się pyłu.

Przewody do transportu pneumatycznego

Przewody odpowiadają za transport mieszaniny powietrza i materiału.

Powinny mieć odpowiednią średnicę, długość oraz konstrukcję dostosowaną do właściwości transportowanego materiału.

Cyklon lub separator

Separator może służyć do oddzielenia większych i cięższych frakcji od powietrza.

W wielu instalacjach cyklon jest stosowany jako pierwszy stopień separacji. Dzięki temu do filtra końcowego trafia mniejsza ilość materiału.

Odpylacz i filtr

Filtr odpowiada za zatrzymanie drobnych cząstek, które nie zostały oddzielone wcześniej.

Rodzaj zastosowanego filtra powinien być dobrany do właściwości pyłu, wymaganego stopnia filtracji oraz parametrów pracy instalacji.

Wentylator

Wentylator zapewnia przepływ powietrza przez instalację. Jego dobór powinien uwzględniać zarówno wymagany strumień powietrza, jak i całkowite opory systemu.

Zbiornik lub system odbioru materiału

Oddzielony materiał powinien zostać skierowany do odpowiedniego zbiornika, worka, kontenera lub innego systemu odbiorczego.

Sposób odbioru zależy od rodzaju materiału oraz konstrukcji instalacji.

Jak dobrać instalację odpylającą do transportu pneumatycznego?

Dobór instalacji powinien rozpocząć się od dokładnego określenia warunków procesu.

Rodzaj transportowanego materiału

Materiał ma bezpośredni wpływ na parametry transportu. Innych rozwiązań może wymagać lekki pył, innych trociny, a jeszcze innych ciężki granulat.

Należy uwzględnić między innymi:

• Granulację
• Gęstość
• Wilgotność
• Ścieralność
• Właściwości higroskopijne
• Tendencję do zbrylania

Ilość transportowanego materiału

Istotnym parametrem jest ilość materiału przemieszczanego w jednostce czasu. Wydajność transportu wpływa na wymagany strumień powietrza oraz średnicę przewodów.

Wymagana wydajność powietrza

Strumień powietrza musi być wystarczający do utrzymania materiału w ruchu i prawidłowego transportowania go przez instalację.

Prędkość transportowa

Prędkość powietrza powinna zostać dobrana do właściwości transportowanego materiału.

Zbyt mała prędkość może prowadzić do odkładania się materiału, a zbyt duża zwiększa straty ciśnienia i może przyspieszać zużycie przewodów oraz kolan.

Długość instalacji

Im dłuższa instalacja, tym większe mogą być opory przepływu. Podczas projektowania należy uwzględnić długość przewodów oraz liczbę zmian kierunku.

Straty ciśnienia

Na całkowite opory wpływają między innymi:

• Długość przewodów
• Średnice
• Kolana
• Trójniki
• Zwężenia
• Przepustnice
• Filtry
• Separatory
• Punkty poboru

Liczba punktów odbioru

W przypadku wielu stanowisk należy określić, czy będą pracować jednocześnie. Ma to bezpośredni wpływ na wymagany przepływ oraz dobór wentylatora.

Jak obliczyć wydajność instalacji transportu pneumatycznego?

Jednym z podstawowych parametrów instalacji jest strumień objętości powietrza.

W uproszczonym ujęciu można go obliczyć ze wzoru:

Q = A × v × 3600

gdzie:

• Q - strumień objętości powietrza [m³/h]
• A - pole przekroju przewodu [m²]
• v - prędkość powietrza [m/s]

Sam wynik obliczenia nie wystarcza jednak do kompletnego doboru instalacji. W praktyce należy również określić właściwości transportowanego materiału oraz straty ciśnienia w całym układzie.

Prędkość transportowa materiału

Nie istnieje jedna uniwersalna prędkość odpowiednia dla wszystkich materiałów.

Przy projektowaniu należy znaleźć kompromis pomiędzy zapewnieniem stabilnego transportu a ograniczeniem strat ciśnienia i zużycia elementów instalacji.

Materiały ciężkie lub o większej granulacji mogą wymagać innych parametrów niż lekkie pyły czy drobne proszki.

Obliczanie strat ciśnienia

Straty ciśnienia powinny być obliczane dla całej instalacji, a nie wyłącznie dla prostych odcinków przewodów.

Należy uwzględnić wszystkie elementy powodujące opory przepływu. Dopiero na tej podstawie można prawidłowo dobrać wentylator lub inne urządzenie wytwarzające przepływ.

Jakie przewody stosować w transporcie pneumatycznym?

Dobór węży przemysłowych ma bardzo duże znaczenie dla trwałości i efektywności instalacji.

Przewody sztywne

Przewody sztywne stosuje się przede wszystkim w głównych ciągach instalacji. Ich zaletą jest możliwość wykonania stabilnej i stosunkowo gładkiej sieci transportowej.

Odpowiednio zaprojektowana instalacja ogranicza liczbę niepotrzebnych zmian kierunku i strat ciśnienia.

Węże elastyczne

Węże elastyczne są przydatne przede wszystkim w miejscach, w których wymagane jest połączenie ruchome lub możliwość szybkiego odłączenia urządzenia.

Stosuje się je między innymi przy maszynach, urządzeniach odbiorczych oraz ruchomych elementach instalacji.

Węże odporne na ścieranie

W przypadku materiałów o właściwościach ściernych należy zwrócić szczególną uwagę na odporność przewodu na zużycie.

Dotyczy to między innymi transportu materiałów mineralnych, granulatu, trocin i innych materiałów sypkich.

Węże do transportu materiałów sypkich

Węże stosowane do transportu materiałów sypkich powinny być dobrane pod względem średnicy, odporności mechanicznej oraz właściwości transportowanego materiału.

W niektórych instalacjach istotne znaczenie ma również możliwość odprowadzania ładunków elektrostatycznych.

Jak dobrać średnicę przewodu?

Średnica przewodu powinna wynikać z wymaganej wydajności oraz prędkości transportowej.

Nie należy dobierać jej wyłącznie na podstawie średnicy króćca urządzenia. W przypadku rozbudowanej instalacji konieczne jest przeanalizowanie całego układu.

Jakie urządzenia stosuje się do odpylania transportu pneumatycznego?

W zależności od charakterystyki instalacji stosuje się różne urządzenia separujące i filtracyjne.

Cyklony przemysłowe

Cyklony wykorzystują siłę odśrodkową do oddzielania cząstek od strumienia powietrza.

Są szczególnie przydatne jako separatory wstępne, gdy transportowana jest duża ilość materiału o większej granulacji.

Odpylacze workowe

Odpylacze wyposażone w filtry workowe mogą być stosowane do oddzielania pyłów z dużych strumieni powietrza.

Dobór materiału filtracyjnego powinien uwzględniać rodzaj transportowanego pyłu i warunki pracy.

Odpylacze kasetowe

Odpylacze kasetowe znajdują zastosowanie między innymi tam, gdzie istotne są kompaktowe wymiary urządzenia i wysoka powierzchnia filtracyjna.

Filtry dokładne

W przypadku bardzo drobnych cząstek może być konieczne zastosowanie dodatkowego stopnia filtracji.

Dobór filtra powinien wynikać z wymaganej jakości oczyszczonego powietrza oraz parametrów procesu.

Separatory materiału

W instalacjach, w których oprócz pyłu transportowane są większe frakcje materiału, separator pozwala oddzielić główną masę transportowanego produktu od powietrza.

Cyklon czy filtr - co wybrać do transportu pneumatycznego?

Cyklon i filtr pełnią różne funkcje, dlatego w wielu instalacjach nie należy traktować ich jako rozwiązań wzajemnie się wykluczających.

W praktyce zastosowanie cyklonu przed filtrem może ograniczyć ilość materiału trafiającego do elementu filtracyjnego. Pozwala to wykorzystać filtr przede wszystkim do zatrzymywania drobniejszych cząstek.

Odciąganie pyłów przy załadunku i rozładunku materiału

W wielu instalacjach największe problemy z zapyleniem występują nie podczas samego transportu, ale w punktach, w których materiał zmienia swoje położenie.

Odciąg pyłu przy zasypie

Podczas napełniania zbiorników i urządzeń transportowanych materiał może wypierać powietrze zawierające drobne cząstki.

Lokalny punkt odciągowy pozwala przechwycić zanieczyszczone powietrze i skierować je do systemu filtracyjnego.

Odciąg pyłu przy przesypywaniu materiału

Punkty przesypowe są szczególnie narażone na emisję pyłu. Odpowiednio umieszczona ssawa lub obudowa odciągowa pozwala ograniczyć rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń.

Odciąg pyłu przy napełnianiu zbiorników

Podczas napełniania silosów i zbiorników może powstawać nadciśnienie powietrza zawierającego drobne cząstki materiału.

W takich zastosowaniach stosuje się odpowiednie rozwiązania odpowietrzające i filtracyjne.

Odciąg pyłu podczas opróżniania

Również podczas opróżniania zbiorników należy kontrolować emisję pyłu. Szczelne połączenia oraz właściwie zaprojektowany punkt odbioru ograniczają jego przedostawanie się do otoczenia.

Najczęstsze błędy przy odpylaniu transportu pneumatycznego

Zbyt mała wydajność wentylatora

Jeżeli wentylator nie zapewnia odpowiedniego przepływu przy wymaganym sprężu, instalacja może nie osiągać zakładanych parametrów.

Nieprawidłowa średnica przewodów

Zbyt mała średnica zwiększa opory przepływu. Z kolei zbyt duża średnica może powodować spadek prędkości powietrza poniżej wartości wymaganej do stabilnego transportu materiału.

Zbyt niska prędkość transportowa

Przy niewystarczającej prędkości materiał może zacząć odkładać się wewnątrz przewodów.

W skrajnych przypadkach może to prowadzić do ograniczenia przepływu lub całkowitego zablokowania przewodu.

Nadmierna prędkość powietrza

Zbyt duża prędkość powoduje wzrost strat ciśnienia i może przyspieszać zużycie przewodów, szczególnie na kolanach i w miejscach zmiany kierunku przepływu.

Zbyt dużo kolan i zmian kierunku

Każda zmiana kierunku przepływu zwiększa opory instalacji. Dlatego przebieg przewodów powinien być możliwie prosty.

Nieszczelna instalacja

Nieszczelności mogą powodować niekontrolowany wypływ materiału lub dopływ dodatkowego powietrza.

Nieprawidłowo dobrany filtr

Filtr musi być odpowiednio dobrany do rodzaju i ilości pyłu. Zbyt mała powierzchnia filtracyjna może prowadzić do szybkiego wzrostu oporów.

Brak separatora wstępnego

W przypadku transportu dużych ilości materiału zastosowanie separatora wstępnego może ograniczyć obciążenie filtra końcowego.

Nieprawidłowy odbiór oddzielonego materiału

Sam proces separacji nie wystarczy. Oddzielony materiał musi być skutecznie odbierany ze zbiornika lub urządzenia separacyjnego.

Jak zaprojektować instalację odpylania transportu pneumatycznego?

Projektowanie instalacji powinno uwzględniać wszystkie elementy systemu - od miejsca poboru materiału aż po wentylator i filtrację.

Określenie rodzaju materiału

Pierwszym krokiem jest analiza właściwości transportowanego materiału.

Określenie ilości transportowanego materiału

Należy określić wydajność procesu oraz ilość materiału przemieszczanego w jednostce czasu.

Dobór sposobu transportu

Na tej podstawie wybiera się odpowiedni rodzaj układu pneumatycznego - podciśnieniowy, nadciśnieniowy lub inne rozwiązanie technologiczne.

Określenie wymaganej wydajności powietrza

Wymagany strumień powietrza powinien zapewniać stabilny transport materiału oraz właściwe działanie punktów odciągowych.

Dobór średnic przewodów

Średnice należy dobrać na podstawie przepływu, prędkości transportowej i właściwości materiału.

Obliczenie strat ciśnienia

Należy uwzględnić wszystkie elementy instalacji powodujące opory przepływu.

Dobór separatora i filtracji

W zależności od charakterystyki materiału można zastosować cyklon, separator, filtr workowy, kasetowy lub układ kilku stopni filtracji.

Dobór wentylatora

Wentylator powinien zapewniać wymagany przepływ przy całkowitym sprężu wynikającym z oporów instalacji.

Zaprojektowanie odbioru materiału

Ostatnim etapem jest określenie sposobu gromadzenia i odbioru oddzielonego materiału.

Gdzie stosuje się odpylanie transportu pneumatycznego?

Instalacje transportu pneumatycznego i systemy odpylania stosowane są w wielu gałęziach przemysłu.

Przemysł drzewny

Transport pneumatyczny jest wykorzystywany między innymi do przemieszczania trocin i wiórów powstających podczas obróbki drewna.

Przemysł tworzyw sztucznych

Transport pneumatyczny może służyć do przemieszczania granulatów i innych materiałów wykorzystywanych w procesach przetwórstwa tworzyw.

Przemysł spożywczy

W odpowiednio zaprojektowanych instalacjach pneumatycznie mogą być transportowane różnego rodzaju materiały sypkie i produkty w postaci proszków lub granulatów.

Przemysł chemiczny

Transport pneumatyczny wykorzystywany jest do przemieszczania proszków i innych materiałów sypkich. W takich zastosowaniach szczególne znaczenie może mieć odporność materiałowa oraz szczelność instalacji.

Przemysł mineralny

W przypadku materiałów mineralnych istotna jest odporność przewodów i innych elementów na ścieranie.

Rolnictwo i magazynowanie zbóż

Transport pneumatyczny znajduje zastosowanie również w przemieszczaniu ziaren oraz innych materiałów rolniczych.

Węże i elementy instalacji do transportu pneumatycznego Mastervent

Skuteczny system transportu pneumatycznego wymaga odpowiedniego połączenia wszystkich elementów instalacji. Oprócz urządzeń odpylających ważną rolę odgrywają przewody, węże, kształtki oraz elementy przyłączeniowe.

Mastervent dostarcza komponenty wykorzystywane do budowy instalacji transportu pneumatycznego i systemów odpylania.

W zależności od zastosowania można dobrać między innymi:

• Węże do transportu materiałów sypkich
• Węże odporne na ścieranie
• Węże poliuretanowe
• Przewody wentylacyjne
• Kanały i kształtki
• Odpylacze przemysłowe
• Cyklony
• Wentylatory przemysłowe
• Elementy instalacji odpylających

Dobór konkretnego rozwiązania powinien uwzględniać rodzaj transportowanego materiału, wymagany przepływ, długość instalacji oraz warunki pracy.

Podsumowanie

Odciąganie pyłów w czasie transportu pneumatycznego wymaga prawidłowego zaprojektowania całego systemu - od punktu poboru materiału, przez przewody transportowe i separatory, aż po filtry oraz wentylator.

Najważniejsze znaczenie mają właściwości transportowanego materiału, wymagany przepływ powietrza, prędkość transportowa, średnice przewodów oraz straty ciśnienia. W większych instalacjach korzystnym rozwiązaniem może być połączenie separatora wstępnego, np. cyklonu, z filtrem przeznaczonym do zatrzymywania drobniejszych cząstek.

Prawidłowo dobrany system odpylania transportu pneumatycznego pozwala ograniczyć emisję pyłów, poprawić warunki pracy, chronić urządzenia oraz zapewnić stabilny transport materiałów sypkich. W przypadku rozbudowanych instalacji dobór urządzeń i parametrów powinien być przeprowadzony na podstawie rzeczywistych warunków procesu technologicznego.