Lentotuhkasiilon pölynpoistosuodattimen suunnittelu
Kenttämies, Anton (2026)
2026
Konetekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Mechanical Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2026-09-28
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-2026092810073
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-2026092810073
Tiivistelmä
Tämän diplomityön aiheena oli suunnitella lentotuhkasiiloon pölynpoistosuodatin ja arvioida alustavasti sen kannattavuutta. Työn toimeksiantajana toimi Raumaster Oy, joka toimittaa materiaalinkäsittelyjärjestelmiä teollisuuteen. Pölynhallinta ja erityisesti siilojen pölynpoisto ovat tärkeä osa erilaisia kuljetus- ja varastointijärjestelmiä. Aikaisemmin siilojen pölynpoistosuodattimet on ostettu ulkopuolisilta toimittajilta. Diplomityön keskeinen tutkimusongelma on, miten suunnitella siilon pölynpoistosuodatin, joka on teknisesti toimiva, turvallinen, valmistettava ja kilpailukykyinen.
Diplomityö jakautuu kirjallisuuskatsaukseen sekä itse suunnitteluprosessiin. Kirjallisuuskatsauksessa esitetään yleisesti siiloa, pölynhallintaa, kuitusuodattimia sekä pölynpoistosuodattimen suunnitteluperiaatteita. Työn suunnitteluprosessi taas sisältää lähtötietojen ja vaatimusten määrittelyn, laskennallisen mitoituksen, komponenttivalinnat, konseptisuunnittelun, yksityiskohtaisen suunnittelun ja kustannuslaskennan. Suunnitteluprosessin tavoitteena on muuttaa lähtötiedot ja vaatimukset toteutettavaksi suodatinratkaisuksi.
Työn tuloksena syntyi alustava suunnitteluratkaisu painepulssipuhdistuksella toimivasta pölynpoistosuodattimesta. Suodattimeen valittiin kokonaissuodatuspinta-alaksi 24 m2, jolloin suodatusnopeudeksi määräytyi 0,83 m/min. Suodattimen puhdistusjärjestelmä koostuu kuudesta pulssiventtiilistä, 17 l paineilmasäiliöstä ja suodatinelementeille puhdistusilman jakavista puhallusputkista. Suodatinrunko koostuu keskenään samankaltaisista levyrakenteista, joiden päämateriaali on S355-rakenneteräs. Suodatinmateriaaliksi valittiin polyesteri määritettyjen käyttöolosuhteiden, materiaalin ominaisuuksien ja kustannusten perusteella.
Alustavan tarkastelun perusteella suunniteltu ratkaisu täyttää työn käyttöolosuhteiden vaatimukset sekä ennalta määritetyt suunnittelun vaatimukset joko kokonaan tai alustavasti ja vaikuttaa kustannuksiltaan kilpailukykyiseltä saman kokoluokan kaupallisiin suodatinratkaisuihin verrattuna. The objective of this master’s thesis was to design a dust collection filter for a fly ash silo and make a preliminary assessment of its economic feasibility. The thesis was commissioned by Raumaster Oy, a supplier of material handling systems for industrial applications. Dust control, and more specifically dust collection from silos, also plays an important role in various conveying and storage systems. Previously, dust collection filters for silos have been purchased from external suppliers. The central research problem of the thesis was to design a silo dust collection filter that is technically functional, safe, manufacturable, and competitive.
The thesis is divided into a literature review and the filter design process. The literature review presents a general overview of silos, dust control, fiber filters and the design principles of a dust removal filter. The design process includes the definition of initial data and requirements, computational dimensioning, component selection, concept design, detailed design and cost calculation. The objective of the design process was to transform the initial data and requirements into a feasible filter solution.
The outcome of the thesis was a preliminary design for a dust collection filter operating with pressure pulse cleaning. A total filtration area was selected to be 24 m2, resulting in a filtration velocity of 0.83 m/min. The filter cleaning system contains six pulse valves, a 17 L compressed air tank, and blowpipes that distribute the cleaning air to the filter elements. The filter body consists of similar sheet metal structures, with S355 structural steel as the main material. Polyester was selected as the filter material based on the specified operating conditions, material properties and costs.
Based on the preliminary assessment, the designed solution meets the operating condition requirements and the predefined design requirements either fully or preliminarily. It also appears to be cost-competitive compared to similar commercial filter solutions.
Diplomityö jakautuu kirjallisuuskatsaukseen sekä itse suunnitteluprosessiin. Kirjallisuuskatsauksessa esitetään yleisesti siiloa, pölynhallintaa, kuitusuodattimia sekä pölynpoistosuodattimen suunnitteluperiaatteita. Työn suunnitteluprosessi taas sisältää lähtötietojen ja vaatimusten määrittelyn, laskennallisen mitoituksen, komponenttivalinnat, konseptisuunnittelun, yksityiskohtaisen suunnittelun ja kustannuslaskennan. Suunnitteluprosessin tavoitteena on muuttaa lähtötiedot ja vaatimukset toteutettavaksi suodatinratkaisuksi.
Työn tuloksena syntyi alustava suunnitteluratkaisu painepulssipuhdistuksella toimivasta pölynpoistosuodattimesta. Suodattimeen valittiin kokonaissuodatuspinta-alaksi 24 m2, jolloin suodatusnopeudeksi määräytyi 0,83 m/min. Suodattimen puhdistusjärjestelmä koostuu kuudesta pulssiventtiilistä, 17 l paineilmasäiliöstä ja suodatinelementeille puhdistusilman jakavista puhallusputkista. Suodatinrunko koostuu keskenään samankaltaisista levyrakenteista, joiden päämateriaali on S355-rakenneteräs. Suodatinmateriaaliksi valittiin polyesteri määritettyjen käyttöolosuhteiden, materiaalin ominaisuuksien ja kustannusten perusteella.
Alustavan tarkastelun perusteella suunniteltu ratkaisu täyttää työn käyttöolosuhteiden vaatimukset sekä ennalta määritetyt suunnittelun vaatimukset joko kokonaan tai alustavasti ja vaikuttaa kustannuksiltaan kilpailukykyiseltä saman kokoluokan kaupallisiin suodatinratkaisuihin verrattuna.
The thesis is divided into a literature review and the filter design process. The literature review presents a general overview of silos, dust control, fiber filters and the design principles of a dust removal filter. The design process includes the definition of initial data and requirements, computational dimensioning, component selection, concept design, detailed design and cost calculation. The objective of the design process was to transform the initial data and requirements into a feasible filter solution.
The outcome of the thesis was a preliminary design for a dust collection filter operating with pressure pulse cleaning. A total filtration area was selected to be 24 m2, resulting in a filtration velocity of 0.83 m/min. The filter cleaning system contains six pulse valves, a 17 L compressed air tank, and blowpipes that distribute the cleaning air to the filter elements. The filter body consists of similar sheet metal structures, with S355 structural steel as the main material. Polyester was selected as the filter material based on the specified operating conditions, material properties and costs.
Based on the preliminary assessment, the designed solution meets the operating condition requirements and the predefined design requirements either fully or preliminarily. It also appears to be cost-competitive compared to similar commercial filter solutions.