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Safety first:
Silofilter als wichtige Komponente
    für den reibungslosen und
         sicheren Silobetrieb
                                     1
Sicher ist
sicher …




             2
Pneumatische Befüllung im Überdruck      Pneumatische Befüllung im Überdruck mit
mit freiem Ausblas                       Weiterleitung des Reingases
                                         - Sammelleitung z.B. zur Reststaub-
- Silofahrzeug mit Bordkompressor
                                           messung oder Zuführung zu
  (Endschwall)
                                           Sicherheitsfilter
- Stationäre Kompressoranlage
                                         - Befüllung im Unterdruck (Saugförderung)
  (z.B. Bahnwaggonentladung)

             Einsatzmöglichkeiten von Silofiltern - Teil 1/3                    3
Pneumatische Befüllung im Überdruck mit          Mechanische Befüllung mit angebautem
Ausblasklappe und Saugventilator                 Ventilator zur Zwangsabsaugung
Bypassklappe zur Abführung des
Endschwalls bei Silofahrzeugbefüllung
Ventilator zur Verhinderung des
Falschluftzutritts in das Silo über den Filter
(z.B. hygroskopische Produkte)
                 Einsatzmöglichkeiten von Silofiltern - Teil 2/3                   4
Mechanische Befüllung:                   Pneumatische Befüllung im Überdruck:
     Filter mit angebautem Ventilator zur     Filter mit angebautem Ventilator nur zur
     Zwangsabsaugung                          Überwindung des Leitungswiderstandes


Silo mit separat gestelltem Filter (z.B. Höhenbegrenzung oder Sammelfilter)

                 Einsatzmöglichkeiten von Silofiltern - Teil 3/3                     5
Eine wahre Geschichte:
Ein Silo für PP-Pulver wurde pneumatisch befüllt und gleichzeitig mit N2 im
geschlossenen Kreislauf inertisiert.

Da die Filterfläche im Verhältnis zur Förderleistung zu klein dimensioniert
war, verstopften die Filtermedien, wodurch der Gegendruck im Silo während
der Förderung anstieg.

Man erhöhte also den Förderdruck bis unbeabsichtigt das Sicherheitsventil
am Silo öffnete. Das Bedienpersonal registrierte dies durch einen
Stickstoffverlust im System und behob die Leckage durch zusätzliche
Gewichte auf der Klappe des Sicherheitsventils.

Weil sich dadurch der Filterwiderstand erneut erhöhte, steigerte man
wiederum den Förderdruck. Dieser Automatismus wurde erst unterbrochen,
als der Überdruck im Silo mit 150 mbar dreimal höher war als zulässig.

            Pneumatisch befüllte Silos: Was kann passieren ?                  6
Schlussfolgerung:

Ein reibungsloser und sicherer Betrieb von Silos ist nur möglich, wenn

- in der Planungsphase der richtige Filtertyp ausgewählt wird


- während des Betriebes das Bedienpersonal die nötige Kenntnis über
  eventuelle Fehlfunktionen der Gesamtanlage (auch der Filter !), deren
  Ursache, mögliche Folgeschäden und deren Beseitigung besitzt.

- durch Inspektion und Wartung die Funktionsfähigkeit des Filters
  dauerhaft erhalten wird.




             Wie vermeidet man Fehlfunktionen des Filters ?               7
I. Sicherstellung der reibungslosen Funktion:
 1. Planung
      - Auswahl des richtigen Abreinigungssystems und Filtermediums
        (Schlauch – Patrone – Tasche – Lamelle)
      - Filterfläche in Abhängigkeit von Volumenstrom, Filtermedium,
        Produkt, Betriebsweise etc. (spezifische Filterflächenbelastung)
      - Richtig dimensioniertes Filtergehäuse
        (Auftriebsgeschwindigkeit < Sinkgeschwindigkeit)
 2. Betrieb
      - Inbetriebnahme / Sicherstellung der Funktionsfähigkeit
      - Einbindung in das „Komplettsystem Silo“
 3. Inspektion / Wartung
      - Inspektionsplan
      - Wartungsfreundlichkeit
                           Was ist zu tun ?                                8
1. Planung:
a) Motorisch abgereinigter Filter (Rüttelfilter)
   - Abreinigung nur nach Ende des Befüllvorgangs
     (statische Luftverhältnisse)
   - Kontinuierlich steigender Filterwiderstand führt zu
     erhöhtem Siloinnendruck und kann zum Ende des
     Befüllvorgangs (Endschwall) evtl. zur Abschaltung der
     Förderung oder sogar zum Staubaustritt durch
     Entlastungsöffnungen führen.

b) Pneumatisch abgereinigter Filter (Jet-Filter)
   - Abreinigung während des Befüllvorgangs (Gegenstrom)
   - Filterwiderstand bleibt während der Befülldauer konstant
     niedrig. Siloinnendruck steigt auch während des Endschwalls
     nicht über die Alarm-, bzw. Auslöseschwelle für
     Sicherheitseinrichtungen.

         Planung: Auswahl des Silofilters nach Abreinigungssystem   9
Druck (daPa)
   300
                        Druckverlauf Rüttelfilter
                        Druckverlauf Jet-Filter
   250



   200



   150



   100



    50



     0
         0     5   10   15    20      25     30     35   40   45   50

                                   Zeit (Minuten)



  Silobefüllung: Prinzipieller Druckverlauf bei Rüttelfilter und Jet-Filter   10
Endschwall bei Silobefüllung in Abhängigkeit
                               von Leitungsdurchmesser und Leitungslänge
                                                                                      Filter für Zement:
                         140
                                                                                      AJV 1100-1400-56P
                         120
  Endschwall (m3/min.)




                         100                                                          AJV 1100-1000-40P
                                                                        DN 125
                          80
                                                                                      AJB 800-1400-31P
                          60                        DN 100

                          40           DN 80
                                                                                      AJB 800-980-22P
                          20
                           0
                                  10           20            30          40      50
                                                    Leitungslänge (m)



Fazit: Je kürzer die Befüllleitung und je größer ihr Durchmesser, desto
       höher der Endschwall und desto größer die erforderliche Filterfläche !

                           Auswahl der Filterfläche nach Größe der Befüllleitung                           11
Druck (daPa)
                                                                     Kritischer Bereich
       500

       450

       400

       350                                  Überhöhter Bereich
       300

       250

       200       Normaler Bereich                                                                   Druck
       150                                                                                          während
                                                                                                    Endschwall
       100
                                                                                                    Druck
        50                                                                                          während
                                                                                                    Befüllung
         0
             0      1     2         3   4       5      6         7    8        9          10   11

                                        Anzahl Befüllungen
Gemessen wurde an einem pneumatisch abgereinigten Patronenfilter (22 m2 Filterfläche)

       Filterdifferenzdruck während Silobefüllung und Endschwall                                                 12
Auftriebsgeschwindigkeiten in Aufsatzfiltern bei typischen Filterflächenbelastungen
               Gehäuse: Ø 800 mm - Anströmquerschnitt Abrutto 0,5 m2 - Anströmquerschnitt Anetto 0,32 m2
                         Schlauchfilter          Schlauchfilter          Patronenfilter          Patronenfilter
                         Länge Filtermedium:     Länge Filtermedium:     Länge Filtermedium:     Länge Filtermedium:
                         1100 mm                 1600 mm                 1000 mm                 1400 mm
Filtertyp                Filterfläche: 5 m2      Filterfläche: 7 m2      Filterfläche: 22 m2     Filterfläche: 31 m2
Volumenstrom
V (m3/min.)                         9                      13                      22                       31
Filterflächenbelastung
f (m3/m2 x min.)                   1,8                    1,85                    1,0                      1,0
Höhe Ummantelung
(mm)                              1000                    1500                    1000                     1500
Auftriebsgeschwindig-
keit vbrutto (m/s)                 0,3                    0,43                    0,73                     1,03
Auftriebsgeschwindig-
keit vnetto (m/s)                 0,47                    0,67                    1,15                     1,61


Produkte höherer Schüttdichte (ρSch >1.000 kg/m3):                vnetto max. 1 m/s
Produkte mittlerer Schüttdichte (500< ρSch <1.000 kg/m3):0,5 m/s < vnetto < 1 m/s
Produkte geringer Schüttdichte (ρSch < 500 kg/m3):                vnetto < 0,5 m/s

Bei zu hoher Auftriebsgeschwindigkeit: Filtermedien ins Silo hineinhängen lassen 13
2. Betrieb:
a) Inbetriebnahme / Sicherstellung der Funktionsfähigkeit
  - Ausreichender Druck für die Abreinigung im Druckluftspeicher. (5 – 6 bar)
  - Druckluft trocken, öl- und partikelfrei (DIN ISO 8573-1, Klasse 2).
  - Zuführleitungen entsprechend dem Druckluftverbrauch dimensionieren.
    (min. R ½“) Schnelles Nachfüllen des DLS sicherstellen.
  - Verbinden aller Kontakte mit der Schaltwarte:
    Spannungsversorgung für Filtersteuerung, Fernstart, (Differenz-)Druckschalter
  - Kontrolle aller Parameter der elektrischen Betriebsmittel (Impuls- und
    Pausenzeiten sowie Ventilanzahl an Steuerung, Niveau der Druckschalter)
  - Bei Ventilatoreinsatz: Funktionskontrolle – Unwucht – Drehrichtung –
    Eindrosselung
  - Winterbetrieb berücksichtigen (Einfrieren / Verspröden):
    Geeignete Druckluftspeicher, Membran- und Magnetventile, Steuerung mit
    Winterschutz
                Fehlerquellen während der Inbetriebnahme                        14
Unter- / Überdruckventil
                (-10/+40 mbar)

                                           Druckschalter +5 mbar (Start Abreinigung)
                                           Druckschalter +25 mbar (Voralarm an Schaltwarte)
                                           Druckschalter +35 mbar (Schliessen Quetschventil)

                                             1000 mm freier Expansionsraum bei Produkthöchststand

                                           Position Max.-Melder (Überfüllung verhindern)



Absperrventil
(Quetschventil)

                                           Position Min.-Melder




                b) Einbindung des Filters in das „Komplettsystem Silo“                         15
Filterpatrone
                                         nach Silo-
                                         überfüllung




Maximalen Füllstand im Silo beachten !              16
3. Inspektion / Wartung:
a) Inspektionsplan (herstellerspezifisch)
  Ziel: Fehlfunktionen erkennen,
        Störfällen und Stillstand vorbeugen !
  - Optische Kontrolle 1x pro Woche
  - Wechsel der Filtermedien (Standzeit ca. 1-2 Jahre)
  - Kontrolle der Reingasseite auf Staubdurchschlag
  - Kontrolle der Rohgasseite durch Wartungsdeckel (falls vorhanden)
  - Messung Filterwiderstand (max. 120 daPa während Silobefüllung)
  - Kontrolle aller mechanischen und elektrischen Betriebsmittel
    und deren Parametereinstellungen (Filtersteuerung,
    Magnetventile, Ventilator-Unwucht-Drosselung,
    Motoren-Stromaufnahme, evtl. vorhandene Klappen)
  - Funktion des Abreinigungssystems und ausreichende
    Druckluftnachführung (Membranventile, Druckluft-Wartungseinheit)
  - Dokumentieren der Ergebnisse

                            Inspektionen nicht vergessen !             17
b) Wartungsfreundlichkeit
 Vermeidung des rohgasseitigen Wechsels von Filterelementen, weil:
 - Erreichbarkeit aller Filterelemente erschwert
 - Arbeiten an großen Öffnungen im Rohgasraum gefährlich
 - Filtermedien und Werkzeug können ins Silo fallen

 Deshalb:
   Wechsel der Filtermedien nur zur Reingasseite !


 Für die Wartung sind bei der Filterkonstruktion
 zu berücksichtigen:
  - Keine / wenige lose Teile („Schwenken statt Abbauen“)
  - Öffnen / Lösen von Verbindungen durch einfache
    Handgriffe
  - Kein (Spezial-) Werkzeug
      Verwendung von Sterngriffen, Flügelmuttern usw.

               Einfache Wartungsarbeiten schaffen Sicherheit !       18
II. Sicherheit für Filter und Personal beim
      Handling von explosiblen Schüttgütern:
1.   Gefahrenquellen beim Silobetrieb
2.   Explosionsvermeidung – ATEX
3.   Konstruktiver Explosionsschutz




                                   Dixie Crystals Refinery, Port Wentworth, Georgia (07.02.2008)
                                                                        Quelle: Savannah Morning News



                Vorsicht bei explosiblen Stoffen !                                                  19
1. Gefahrenquellen beim Silobetrieb:
Für Silo-/Filteranlagen sind als Zündquelle allgemein zu
berücksichtigen:
- Heiße Oberflächen
- Flammen und heiße Gase
- Mechanisch erzeugte Funken
- Elektrische Anlagen
- Blitzschlag
- Exotherme Reaktionen,
  einschließlich Selbstentzündung
- Statische Elektrizität
  (Funkenentladung,
  z.B. Schüttkegelentladung)



                                                           20
Statische Elektrizität
Funkenentladung
 - Aufladung eines leitenden ungeerdeten
   Bauteils
 - Annäherung einer geerdeten leitfähigen
   Elektrode
 - Gesamte gespeicherte Energie wird in
   Funken umgesetzt

 - Schutzmaßnahme zur Explosions-
   vermeidung:

     Durchgängige ERDUNG



               Ladungstrennung durch Transportvorgänge   21
2. Explosionsvermeidung - ATEX
  Schutzkonzept „Erdung“ am Filter:
  Bei explosiblen, statisch aufladbaren Stoffen
  - Filtermedien „antistatisch“ (= ableitfähig, spezifischer Widerstand 105 - 109 Ωm. )
  - Durchgängige Erdung vom Ende des Filtermediums bis zum Übergang
    Filtergehäuse  Silo
   Vom Filter selbst geht keine Gefahr aus
   (Elektrische Verbraucher befinden sich außen)

  Jedoch Achtung bei Eintrag von
  anderen Zündquellen oder Selbstentzündung !
  - Explosionsvermeidung durch Herabsetzen der
    Sauerstoffgrenzkonzentration
    (Inertisierung, z.B. N2)

  Schutzkonzept immer mit dem Silohersteller,
  bzw. mit dem Betreiber der Anlage abstimmen!
                        Explosionsvermeidung geht vor                               22
Auch für Silofilter gilt:
Die Zoneneinteilung erfolgt immer durch den
Betreiber, nie durch den Hersteller !


     ATEX: Aufteilung der Aufgaben beim Explosionsschutz   23
Filternde Abscheider
                                                                                                                         22 oder   22 oder                     22 oder
                                                                             20               21              21                                     21
Absaugleitung                                                                                                           zonenfrei zonenfrei                   zonenfrei
Rohgasbereich des Abscheiders (1)                                            20               20              21           20         21
Rohgasbereich ohne betriebliche Abreinigung                                                                                                          21          22
Reingasbereich (2)
                                                                          20 oder
                                                                                              21              21               21        21          21          22
-unbekannte Staubkonzentration                                             21 (6)
-Überwachungssystem (3) / Stillsetzung (4)                                  22               22              22              22          22          22          22
-Sicherheitsfilter (5) / Stillsetzung (4)                                zonenfrei        zonenfrei       zonenfrei       zonenfrei   zonenfrei   zonenfrei   zonenfrei
-rechnerische Staubkonzentration > 1% UEG                                   21               21              21              21          21          21          22
-rechnerische Staubkonzentration < 1% UEG
                                                                             22               22              22               22        22          22       zonenfrei
ohne Kontroll-/Reinigungsmaßnahmen
-rechnerische Staubkonzentration < 1% UEG
                                                                         zonenfrei        zonenfrei       zonenfrei       zonenfrei   zonenfrei   zonenfrei   zonenfrei
mit Kontroll-/Reinigungsmaßnahmen
(1) unter Berücksichtigung der Abreinigung außer Massenkraftabscheider und Nassabscheider
(2) unter Berücksichtigung eines Filterbruchs
(3) Überwachungssystem: bei Massenkraftabscheidern z.B. Füllstandüberwachung, ansonsten Stauberkennungssystem auf der Reingasseite
(4) Stillsetzung des nachgeschalteten Ventilators
(5) Bereich hinter Sicherheitsfilter
(6) Zone 20 z.B. bei Abscheider mit einer einzelnen Filterpatrone, ansonsten Zone 21


- Untere Explosionsgrenze (UEG) von Stäuben gemäß VDI 2263: 20 g/m3
- Reststaubgehalt für Silofilter gemäß TA-Luft: 20 mg/m3 = 0,1% der UEG

   Beispiele für Zoneneinteilung bei filternden Abscheidern nach VDI 2263, Blatt 6                                                                                    24
3. Konstruktiver Explosionsschutz
 Können explosionsfähige Atmosphäre und das Vorhandensein einer wirksamen
 Zündquelle nicht ausgeschlossen werden, muss mit dem Auftreten einer
 Explosion gerechnet werden.
  Konstruktive Explosionsschutzmaßnahmen ergreifen !
                                                   Explosionsdruck-
                     Explosionsdruckstoßfest für   entlastung
                     den reduzierten
                     Explosionsdruck pred          Explosions-
                                                   unterdrückung
Explosionsfeste      Explosionsdruckstoßfest für
   Bauweise          den maximalen
  (EN 14460,         Explosionsdruck pmax
 VDI 2263-3)

                     Explosionsdruckfest für den
                     maximalen Explosionsdruck
                     pmax

                                                                            25
Zusammenfassung explosible Schüttgüter:
Prioritäten:
- Ersatz von brennbaren durch unbrennbare Stoffe
  ( nicht möglich, da vom Prozess vorgegeben)
- Begrenzen der Staubkonzentration
  ( nicht möglich, da vom Prozess vorgegeben)
- Vermeidung von Zündquellen
- Vermeiden des Wirksamwerdens von Zündquellen
- Verhindern, dass eine explosionsfähige
  Atmosphäre die Zündquelle erreicht
- Konstruktive Maßnahmen zur Vermeidung
  gefährlicher Auswirkung von Staubexplosionen



               Rangfolge der Explosionsschutzmaßnahmen   26
Vielen Dank
          für
Ihre Aufmerksamkeit !


                        27

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Silofilter richtig auslegen. Von Jens Kampmeyer

  • 1. Safety first: Silofilter als wichtige Komponente für den reibungslosen und sicheren Silobetrieb 1
  • 3. Pneumatische Befüllung im Überdruck Pneumatische Befüllung im Überdruck mit mit freiem Ausblas Weiterleitung des Reingases - Sammelleitung z.B. zur Reststaub- - Silofahrzeug mit Bordkompressor messung oder Zuführung zu (Endschwall) Sicherheitsfilter - Stationäre Kompressoranlage - Befüllung im Unterdruck (Saugförderung) (z.B. Bahnwaggonentladung) Einsatzmöglichkeiten von Silofiltern - Teil 1/3 3
  • 4. Pneumatische Befüllung im Überdruck mit Mechanische Befüllung mit angebautem Ausblasklappe und Saugventilator Ventilator zur Zwangsabsaugung Bypassklappe zur Abführung des Endschwalls bei Silofahrzeugbefüllung Ventilator zur Verhinderung des Falschluftzutritts in das Silo über den Filter (z.B. hygroskopische Produkte) Einsatzmöglichkeiten von Silofiltern - Teil 2/3 4
  • 5. Mechanische Befüllung: Pneumatische Befüllung im Überdruck: Filter mit angebautem Ventilator zur Filter mit angebautem Ventilator nur zur Zwangsabsaugung Überwindung des Leitungswiderstandes Silo mit separat gestelltem Filter (z.B. Höhenbegrenzung oder Sammelfilter) Einsatzmöglichkeiten von Silofiltern - Teil 3/3 5
  • 6. Eine wahre Geschichte: Ein Silo für PP-Pulver wurde pneumatisch befüllt und gleichzeitig mit N2 im geschlossenen Kreislauf inertisiert. Da die Filterfläche im Verhältnis zur Förderleistung zu klein dimensioniert war, verstopften die Filtermedien, wodurch der Gegendruck im Silo während der Förderung anstieg. Man erhöhte also den Förderdruck bis unbeabsichtigt das Sicherheitsventil am Silo öffnete. Das Bedienpersonal registrierte dies durch einen Stickstoffverlust im System und behob die Leckage durch zusätzliche Gewichte auf der Klappe des Sicherheitsventils. Weil sich dadurch der Filterwiderstand erneut erhöhte, steigerte man wiederum den Förderdruck. Dieser Automatismus wurde erst unterbrochen, als der Überdruck im Silo mit 150 mbar dreimal höher war als zulässig. Pneumatisch befüllte Silos: Was kann passieren ? 6
  • 7. Schlussfolgerung: Ein reibungsloser und sicherer Betrieb von Silos ist nur möglich, wenn - in der Planungsphase der richtige Filtertyp ausgewählt wird - während des Betriebes das Bedienpersonal die nötige Kenntnis über eventuelle Fehlfunktionen der Gesamtanlage (auch der Filter !), deren Ursache, mögliche Folgeschäden und deren Beseitigung besitzt. - durch Inspektion und Wartung die Funktionsfähigkeit des Filters dauerhaft erhalten wird. Wie vermeidet man Fehlfunktionen des Filters ? 7
  • 8. I. Sicherstellung der reibungslosen Funktion: 1. Planung - Auswahl des richtigen Abreinigungssystems und Filtermediums (Schlauch – Patrone – Tasche – Lamelle) - Filterfläche in Abhängigkeit von Volumenstrom, Filtermedium, Produkt, Betriebsweise etc. (spezifische Filterflächenbelastung) - Richtig dimensioniertes Filtergehäuse (Auftriebsgeschwindigkeit < Sinkgeschwindigkeit) 2. Betrieb - Inbetriebnahme / Sicherstellung der Funktionsfähigkeit - Einbindung in das „Komplettsystem Silo“ 3. Inspektion / Wartung - Inspektionsplan - Wartungsfreundlichkeit Was ist zu tun ? 8
  • 9. 1. Planung: a) Motorisch abgereinigter Filter (Rüttelfilter) - Abreinigung nur nach Ende des Befüllvorgangs (statische Luftverhältnisse) - Kontinuierlich steigender Filterwiderstand führt zu erhöhtem Siloinnendruck und kann zum Ende des Befüllvorgangs (Endschwall) evtl. zur Abschaltung der Förderung oder sogar zum Staubaustritt durch Entlastungsöffnungen führen. b) Pneumatisch abgereinigter Filter (Jet-Filter) - Abreinigung während des Befüllvorgangs (Gegenstrom) - Filterwiderstand bleibt während der Befülldauer konstant niedrig. Siloinnendruck steigt auch während des Endschwalls nicht über die Alarm-, bzw. Auslöseschwelle für Sicherheitseinrichtungen. Planung: Auswahl des Silofilters nach Abreinigungssystem 9
  • 10. Druck (daPa) 300 Druckverlauf Rüttelfilter Druckverlauf Jet-Filter 250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Zeit (Minuten) Silobefüllung: Prinzipieller Druckverlauf bei Rüttelfilter und Jet-Filter 10
  • 11. Endschwall bei Silobefüllung in Abhängigkeit von Leitungsdurchmesser und Leitungslänge Filter für Zement: 140 AJV 1100-1400-56P 120 Endschwall (m3/min.) 100 AJV 1100-1000-40P DN 125 80 AJB 800-1400-31P 60 DN 100 40 DN 80 AJB 800-980-22P 20 0 10 20 30 40 50 Leitungslänge (m) Fazit: Je kürzer die Befüllleitung und je größer ihr Durchmesser, desto höher der Endschwall und desto größer die erforderliche Filterfläche ! Auswahl der Filterfläche nach Größe der Befüllleitung 11
  • 12. Druck (daPa) Kritischer Bereich 500 450 400 350 Überhöhter Bereich 300 250 200 Normaler Bereich Druck 150 während Endschwall 100 Druck 50 während Befüllung 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Anzahl Befüllungen Gemessen wurde an einem pneumatisch abgereinigten Patronenfilter (22 m2 Filterfläche) Filterdifferenzdruck während Silobefüllung und Endschwall 12
  • 13. Auftriebsgeschwindigkeiten in Aufsatzfiltern bei typischen Filterflächenbelastungen Gehäuse: Ø 800 mm - Anströmquerschnitt Abrutto 0,5 m2 - Anströmquerschnitt Anetto 0,32 m2 Schlauchfilter Schlauchfilter Patronenfilter Patronenfilter Länge Filtermedium: Länge Filtermedium: Länge Filtermedium: Länge Filtermedium: 1100 mm 1600 mm 1000 mm 1400 mm Filtertyp Filterfläche: 5 m2 Filterfläche: 7 m2 Filterfläche: 22 m2 Filterfläche: 31 m2 Volumenstrom V (m3/min.) 9 13 22 31 Filterflächenbelastung f (m3/m2 x min.) 1,8 1,85 1,0 1,0 Höhe Ummantelung (mm) 1000 1500 1000 1500 Auftriebsgeschwindig- keit vbrutto (m/s) 0,3 0,43 0,73 1,03 Auftriebsgeschwindig- keit vnetto (m/s) 0,47 0,67 1,15 1,61 Produkte höherer Schüttdichte (ρSch >1.000 kg/m3): vnetto max. 1 m/s Produkte mittlerer Schüttdichte (500< ρSch <1.000 kg/m3):0,5 m/s < vnetto < 1 m/s Produkte geringer Schüttdichte (ρSch < 500 kg/m3): vnetto < 0,5 m/s Bei zu hoher Auftriebsgeschwindigkeit: Filtermedien ins Silo hineinhängen lassen 13
  • 14. 2. Betrieb: a) Inbetriebnahme / Sicherstellung der Funktionsfähigkeit - Ausreichender Druck für die Abreinigung im Druckluftspeicher. (5 – 6 bar) - Druckluft trocken, öl- und partikelfrei (DIN ISO 8573-1, Klasse 2). - Zuführleitungen entsprechend dem Druckluftverbrauch dimensionieren. (min. R ½“) Schnelles Nachfüllen des DLS sicherstellen. - Verbinden aller Kontakte mit der Schaltwarte: Spannungsversorgung für Filtersteuerung, Fernstart, (Differenz-)Druckschalter - Kontrolle aller Parameter der elektrischen Betriebsmittel (Impuls- und Pausenzeiten sowie Ventilanzahl an Steuerung, Niveau der Druckschalter) - Bei Ventilatoreinsatz: Funktionskontrolle – Unwucht – Drehrichtung – Eindrosselung - Winterbetrieb berücksichtigen (Einfrieren / Verspröden): Geeignete Druckluftspeicher, Membran- und Magnetventile, Steuerung mit Winterschutz Fehlerquellen während der Inbetriebnahme 14
  • 15. Unter- / Überdruckventil (-10/+40 mbar) Druckschalter +5 mbar (Start Abreinigung) Druckschalter +25 mbar (Voralarm an Schaltwarte) Druckschalter +35 mbar (Schliessen Quetschventil) 1000 mm freier Expansionsraum bei Produkthöchststand Position Max.-Melder (Überfüllung verhindern) Absperrventil (Quetschventil) Position Min.-Melder b) Einbindung des Filters in das „Komplettsystem Silo“ 15
  • 16. Filterpatrone nach Silo- überfüllung Maximalen Füllstand im Silo beachten ! 16
  • 17. 3. Inspektion / Wartung: a) Inspektionsplan (herstellerspezifisch) Ziel: Fehlfunktionen erkennen, Störfällen und Stillstand vorbeugen ! - Optische Kontrolle 1x pro Woche - Wechsel der Filtermedien (Standzeit ca. 1-2 Jahre) - Kontrolle der Reingasseite auf Staubdurchschlag - Kontrolle der Rohgasseite durch Wartungsdeckel (falls vorhanden) - Messung Filterwiderstand (max. 120 daPa während Silobefüllung) - Kontrolle aller mechanischen und elektrischen Betriebsmittel und deren Parametereinstellungen (Filtersteuerung, Magnetventile, Ventilator-Unwucht-Drosselung, Motoren-Stromaufnahme, evtl. vorhandene Klappen) - Funktion des Abreinigungssystems und ausreichende Druckluftnachführung (Membranventile, Druckluft-Wartungseinheit) - Dokumentieren der Ergebnisse Inspektionen nicht vergessen ! 17
  • 18. b) Wartungsfreundlichkeit Vermeidung des rohgasseitigen Wechsels von Filterelementen, weil: - Erreichbarkeit aller Filterelemente erschwert - Arbeiten an großen Öffnungen im Rohgasraum gefährlich - Filtermedien und Werkzeug können ins Silo fallen Deshalb: Wechsel der Filtermedien nur zur Reingasseite ! Für die Wartung sind bei der Filterkonstruktion zu berücksichtigen: - Keine / wenige lose Teile („Schwenken statt Abbauen“) - Öffnen / Lösen von Verbindungen durch einfache Handgriffe - Kein (Spezial-) Werkzeug  Verwendung von Sterngriffen, Flügelmuttern usw. Einfache Wartungsarbeiten schaffen Sicherheit ! 18
  • 19. II. Sicherheit für Filter und Personal beim Handling von explosiblen Schüttgütern: 1. Gefahrenquellen beim Silobetrieb 2. Explosionsvermeidung – ATEX 3. Konstruktiver Explosionsschutz Dixie Crystals Refinery, Port Wentworth, Georgia (07.02.2008) Quelle: Savannah Morning News Vorsicht bei explosiblen Stoffen ! 19
  • 20. 1. Gefahrenquellen beim Silobetrieb: Für Silo-/Filteranlagen sind als Zündquelle allgemein zu berücksichtigen: - Heiße Oberflächen - Flammen und heiße Gase - Mechanisch erzeugte Funken - Elektrische Anlagen - Blitzschlag - Exotherme Reaktionen, einschließlich Selbstentzündung - Statische Elektrizität (Funkenentladung, z.B. Schüttkegelentladung) 20
  • 21. Statische Elektrizität Funkenentladung - Aufladung eines leitenden ungeerdeten Bauteils - Annäherung einer geerdeten leitfähigen Elektrode - Gesamte gespeicherte Energie wird in Funken umgesetzt - Schutzmaßnahme zur Explosions- vermeidung: Durchgängige ERDUNG Ladungstrennung durch Transportvorgänge 21
  • 22. 2. Explosionsvermeidung - ATEX Schutzkonzept „Erdung“ am Filter: Bei explosiblen, statisch aufladbaren Stoffen - Filtermedien „antistatisch“ (= ableitfähig, spezifischer Widerstand 105 - 109 Ωm. ) - Durchgängige Erdung vom Ende des Filtermediums bis zum Übergang Filtergehäuse  Silo Vom Filter selbst geht keine Gefahr aus (Elektrische Verbraucher befinden sich außen) Jedoch Achtung bei Eintrag von anderen Zündquellen oder Selbstentzündung ! - Explosionsvermeidung durch Herabsetzen der Sauerstoffgrenzkonzentration (Inertisierung, z.B. N2) Schutzkonzept immer mit dem Silohersteller, bzw. mit dem Betreiber der Anlage abstimmen! Explosionsvermeidung geht vor 22
  • 23. Auch für Silofilter gilt: Die Zoneneinteilung erfolgt immer durch den Betreiber, nie durch den Hersteller ! ATEX: Aufteilung der Aufgaben beim Explosionsschutz 23
  • 24. Filternde Abscheider 22 oder 22 oder 22 oder 20 21 21 21 Absaugleitung zonenfrei zonenfrei zonenfrei Rohgasbereich des Abscheiders (1) 20 20 21 20 21 Rohgasbereich ohne betriebliche Abreinigung 21 22 Reingasbereich (2) 20 oder 21 21 21 21 21 22 -unbekannte Staubkonzentration 21 (6) -Überwachungssystem (3) / Stillsetzung (4) 22 22 22 22 22 22 22 -Sicherheitsfilter (5) / Stillsetzung (4) zonenfrei zonenfrei zonenfrei zonenfrei zonenfrei zonenfrei zonenfrei -rechnerische Staubkonzentration > 1% UEG 21 21 21 21 21 21 22 -rechnerische Staubkonzentration < 1% UEG 22 22 22 22 22 22 zonenfrei ohne Kontroll-/Reinigungsmaßnahmen -rechnerische Staubkonzentration < 1% UEG zonenfrei zonenfrei zonenfrei zonenfrei zonenfrei zonenfrei zonenfrei mit Kontroll-/Reinigungsmaßnahmen (1) unter Berücksichtigung der Abreinigung außer Massenkraftabscheider und Nassabscheider (2) unter Berücksichtigung eines Filterbruchs (3) Überwachungssystem: bei Massenkraftabscheidern z.B. Füllstandüberwachung, ansonsten Stauberkennungssystem auf der Reingasseite (4) Stillsetzung des nachgeschalteten Ventilators (5) Bereich hinter Sicherheitsfilter (6) Zone 20 z.B. bei Abscheider mit einer einzelnen Filterpatrone, ansonsten Zone 21 - Untere Explosionsgrenze (UEG) von Stäuben gemäß VDI 2263: 20 g/m3 - Reststaubgehalt für Silofilter gemäß TA-Luft: 20 mg/m3 = 0,1% der UEG Beispiele für Zoneneinteilung bei filternden Abscheidern nach VDI 2263, Blatt 6 24
  • 25. 3. Konstruktiver Explosionsschutz Können explosionsfähige Atmosphäre und das Vorhandensein einer wirksamen Zündquelle nicht ausgeschlossen werden, muss mit dem Auftreten einer Explosion gerechnet werden.  Konstruktive Explosionsschutzmaßnahmen ergreifen ! Explosionsdruck- Explosionsdruckstoßfest für entlastung den reduzierten Explosionsdruck pred Explosions- unterdrückung Explosionsfeste Explosionsdruckstoßfest für Bauweise den maximalen (EN 14460, Explosionsdruck pmax VDI 2263-3) Explosionsdruckfest für den maximalen Explosionsdruck pmax 25
  • 26. Zusammenfassung explosible Schüttgüter: Prioritäten: - Ersatz von brennbaren durch unbrennbare Stoffe ( nicht möglich, da vom Prozess vorgegeben) - Begrenzen der Staubkonzentration ( nicht möglich, da vom Prozess vorgegeben) - Vermeidung von Zündquellen - Vermeiden des Wirksamwerdens von Zündquellen - Verhindern, dass eine explosionsfähige Atmosphäre die Zündquelle erreicht - Konstruktive Maßnahmen zur Vermeidung gefährlicher Auswirkung von Staubexplosionen Rangfolge der Explosionsschutzmaßnahmen 26
  • 27. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! 27