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InicioTop 5: Razones por las que el rendimiento de un Filtro con Capa de Nanofibra Vale la pena

Top 5: Razones por las que el rendimiento de un Filtro con Capa de Nanofibra Vale la pena

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por John Woolever, Gerente de producto Donaldson Torit

La nanotecnología es la manipulación de la materia a niveles casi atómicos, donde fenómenos únicos permiten nuevas aplicaciones. Un ejemplo de la nanotecnología es el uso de nanofibras como una capa de rendimiento para las aplicaciones industriales de filtración de aire. Para producir una capa de nanofibras, un electo ¬ proceso de transbordo gira y crea una muy fina continua, fibra, resistente de 0,2 hasta 0,3 micras de diámetro, que luego se aplica a un material de sustrato del medio de filtración. Las nanofibras forman una red permanente con espacios intersticiales muy finos sobre la superficie del sustrato. La red recoge el polvo, la suciedad y los contaminantes sobre la superficie del filtro, lo que ofrece muchas ventajas sobre los filtros convencionales construidos con celulosa, celulosa / sintética, spunbond, o medios de filtración de los productos básicos fundidos por soplado.

Nanofiber FIlter Layer

Si bien, el costo de comprar filtros Premium con desempeño de capas de nanofibras para un colector puede ser mayor que los filtros con media básica, un argumento de peso puede hacer que los filtros con capa de nanofibras bien valen la pena aún con un precio más alto. Los siguientes son los mejores 5 razones por las que un filtro de capa de nanofibras de primera calidad vale la pena:  

1. Eficiencia inicial Superior y continua.Una función primaria de un colector de polvo es controlar y minimizar las emisiones generadas por un proceso de fabricación. Los filtros nuevos, limpios suelen tener una menor eficiencia (y, por lo tanto, mayores emisiones) en comparación con los filtros con acumulación de polvo en ellos. Cuando se limpia, una capa de nanofibras en la superficie de los medios de filtración de partículas de polvo capta mejor que los filtros limpios sin una capa de nanofibras, ver Figura 1. Este rendimiento es posible gracias a varios mecanismos de filtrado, incluyendo la intercepción, la difusión y el impacto, ver Figura 2.

Nanofiber Layer Magnified 

FIGURA 1 – Aumento de capas de nanofibras en el medio filtrante en comparación con celulosa, spunbond y celulosa/fibra sintética.

Pero la eficiencia inicial es sólo una pequeña parte de toda la historia. La mayoría de los colectores de polvo industriales utilizan algún método de limpieza del filtro para gestionar la acumulación de polvo en la superficie del filtro durante la vida útil del filtro. Cada vez que un filtro se limpia (típicamente por un pulso-inverso de aire comprimido), el polvo depositado en el filtro se interrumpe y un evento de emisión producida puede ocurrir. Con un filtro de capas de nanofibras, el polvo recogido se acumula en la superficie de los medios de filtración en lugar de dentro de los mismos y se limpia con menos pulsos. Menores pulsos dan como resultado un menor número de eventos de emisión-potencia de producción.
 

Filtration Mechanisms 

 FIGURA 2 – Mecanismo de filtración.

 

2. Menor caída de presión a través de los medios de filtración ahorra energía. La mayoría de los sistemas de colección de polvo se basan en un ventilador para extraer el aire cargado de polvo a partir de una fuente contaminante a un colector y luego a través de los medios de filtración. La energía (presión estática) requerida para mover el aire a través del sistema de filtración define el tamaño del ventilador necesaria y, por lo tanto, la energía eficaz requiere para operar el sistema. La restricción creada por un filtro de partículas y el capturado puede ser un importante contribuyente a la necesidad de energía del ventilador general de un sistema. En los medios filtrantes básicos, la mayor parte del polvo filtrado de partículas pueden ser accionados profundamente en los poros de los medios. Esta profundidad de carga de los medios de filtración no se puede limpiar, así como la superficie de partículas-cargadas con un medio de filtración con capa de nanofibras, ver la Figura 3. Cuando el polvo capturado no se puede limpiar de la profundidad media, los mayores diferenciales de presión estables se crean a través de los medios de filtración y de la demanda de energía aumenta. Debido a que la capa de nanofibras captura el polvo en la superficie reduciendo la carga de profundidad, esta limpia de forma más completa y funciona a un diferencial de presión más baja a través de los medios de filtración reduciendo la demanda de energía. Bajo la restricción en los medios de filtración de los resultados de las necesidades energéticas de los sistemas globales más bajos y los requisitos de seguidores más pequeños en el diseño de un nuevo sistema y la selección de componentes. Incluso los mayores ahorros de energía son posibles si el ventilador del sistema está configurado con un sistema de control de transmisión de frecuencia variable.
 

Effect of Nanofibfer Layer on Filter 

FIGURA 3 – El efecto de una capa de nanofibra en un filtro.

3. Menos consumo de aire comprimido necesario para los sistemas de colección de polvo limpiado con chorro pulsante (pulse jet). Otra ventaja para una superficie de carga con capa de nanofigra en la media filtrante. Como se mencionó anteriormente, cuando el polvo se captura en la superficie de un medio de filtración, que requiere mucho menos pulsos de aire comprimido para limpiar que un medio de profundidad-cargadas, véase la figura 4. Los pulsos de aire comprimido provocan que el consumo de aire comprimido en general sea inferior, con lo que a su vez, reduce la demanda de energía en el compresor y los costos de funcionamiento del compresor

fig-4-nanofibers.jpg 
 

FIGURA 4. El material de nanofibras está cargado con polvo fino ISO. Las partículas de polvo se acumulan en la superficie de los medios y limpian con facilidad, mientras que el sustrato se mantiene limpio. Un filtro de profundidad de carga permitiría a las partículas de polvo penetren profundamente en el sustrato en el que se acumulan y paralizar el flujo de aire.

 

4. Mayor vida útil del filtro. La mayoría de los filtros del colector de polvo llegan al final de vida útil, cuando los medios de filtrantes están completamente saturados y ya no se pueden limpiar a un grado aceptable para permitir el flujo de aire en el diseño con el ventilador disponible en el sistema. Debido a la eficiencia de la capa de nanofibras y las características de carga de superficie, los filtros de capa de nanofibras aumenta significativamente la vida útil que los elementos de filtrantes de los productos básicos tradicionales. Mayor vida útil del filtro significa comprar filtros nuevos con menos frecuencia, ahorrando mucho dinero en el transcurso del tiempo. Además, la vida útil del filtro reduce la frecuencia de funcionamiento costoso, el tiempo de inactividad para las actividades de mantenimiento de cambio de filtros.

 

5. Flexibilidad en la configuración de filtro para ayudar a resolver problemas.Los medios de capa de rendimiento con nanofibras pueden ser producidos en una variedad de materiales de sustrato y se instalan en numerosos distintas configuraciones de filtro. Una capa de nanofibras se puede aplicar sobre celulosa, sintético, spunbond mejorando el rendimiento de cada uno de estos mediso filtrantes. Los sustratos pueden ser seleccionados por su anti-estática, la temperatura, o sus propiedades resistentes a la humedad, mientras que se obtienen de las ventajas de rendimiento de la capa de nanofibras. Los filtros con capas de rendimiento nanofibras han estado disponibles como filtros de cartucho por años, pero los fabricantes están ofreciendo estos medios en bolsa plegada y configuraciones de filtro plegado.

  

La expansión de las configuraciones de filtros y la disponibilidad de filtros de capas con nanofibras de primera calidad para una variedad más amplia de aplicaciones significa que más operadores del colector de polvo pueden hacer el cambio de filtros de los medios filtrantes básicos, la reducción de sus emisiones, ahorro de energía y la mejora de sus resultados.

1 National Nanotechnology Initiative (www.nano.gov)