Química

Filtros de manga: Como obter o rendimento máximo dos filtros de manga

Quimica e Derivados
14 de agosto de 2002
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    Se uma manga com membrana for instalada num filtro com elevada relação ar-pano, é verificada uma considerável elevação da perda de carga média durante os primeiros 3 meses, após o qual, ela se estabiliza (Fig.8).

    Isso acontece, porque, nesses primeiros meses de operação, a membrana ainda existe, sendo posteriormente arrancada do feltro pela elevada velocidade do pó abrasivo (Fig.6).

    Em muitos casos, este fluxo de pó chega até a desbastar o próprio feltro chamuscado, de modo que uma membrana com cerca de 25m de espessura (0,025 mm) e ainda feita de um material frágil dura muito pouco.

    Atualmente, a manga com tecnologia MPS, ou “Micro Poro Size”, é uma alternativa técnica e econômica às mangas com membrana nas aplicações onde é possível utilizá-la, ou seja, para emissão menor que 5 mg/Nm3 e relação ar-pano menor que 0,8 m3/(m2.min).

    Conhecidos os parâmetros mínimos de qualidade de uma manga filtrante, será possível interpretar os resultados da investigação sobre a especificação realmente praticada por fabricantes de mangas utilizadas em filtros para cimenteiras do Nordeste.

    Este exemplo pode ser estendido a qualquer filtro de processo: pigmentos, cereais, óxido de zinco, recuperação de chumbo, catalisadores, etc.

    Investigação Laboratorial – Mangas típicas de um filtro para cimento

    É sabido que mangas de diferentes fabricantes apresentam características diferentes. Contudo, até que ponto estas diferenças acarretam problemas futuros ao desempenho da filtração ?

    Foi verificado que a baixa durabilidade de mangas para filtros jato pulsante em algumas cimenteiras se deve a importantes diferenças nos materiais fornecidos.

    Para tanto, foram comparadas três mangas fornecidas para um cliente quanto aos parâmetros de qualidade, os quais são apresentados na Tab.5.

    Considera-se a especificação do fabricante “A” como referência de boa especificação de manga para este processo de filtração.

    Conclusões:

    1. Emissão num filtro de mangas de cimenteira (filtro de processo) é desperdício de matéria-prima.
    A baixa resistência à tração, assim como o elevado alongamento da manga do fabricante “C”, se deve ao uso de tela de sustentação com fios de fibra cortada e com baixa gramatura de tela. A baixa resistência à tração da manga do Fabricante “B” se deve ao uso de tela com baixa população de fios e reduzido Título (gramatura linear do fio, g/km). Em ambos os casos, a manga será mais barata, porém a emissão de particulado será muito grande e a possibilidade de rasgos precoces é alta.

    2. Um filtro de mangas falha quando qualquer uma de suas mangas falha.
    A gramatura abaixo de 550g /m2, verificada nas amostras “B” e “C”, resulta num elevado custo de manutenção devido às paradas do filtro para troca de mangas rasgadas ou com furos devido à abrasão. Isso também é prejudicial, pois o pó que passou pelas mangas fuadas é distribuído para todas as outras mangas boas da câmara via sistema de limpeza, resultando em entupimento das mangas por contaminação com pó na face interna. Mais uma vez, o barato sai caro.

    3. O alto investimento feito no equipamento filtrante bem dimensionado é desperdiçado se as mangas são mal especificadas.
    Como conseqüência da baixa gramatura do feltro e da inadequada tela de sustentação, a permeabilidade de ambas as amostras “B” e “C” resultou acima do limite de permeabilidade especificado no projeto do filtro, ou seja, maior que 150 L/(min.dm2, a 20 mmCA). Desta forma, a velocidade de filtração acima do estabelecido resultará em entupimento precoce destas mangas por penetração excessiva de pó no feltro. Outra vez, isso significa menor vida útil.

    Quando a falha de filtração é constatada (entupimento ou passagem de pó), é então realizada a troca do jogo de mangas. Isso acarreta um custo, cujo montante pode ser agrupado em três categorias: custo das mangas trocadas e das horas-homem envolvidas; custo do desperdício de matéria-prima emitida (no caso de filtros de processo de vernizes, cimento, alimentos, etc.), e custo da parada do processo até resolver o “problema” com o filtro de mangas.

    Com base na análise da Tab.5, foi montado um exemplo de cálculo para minimização do custo das mangas por meio da correta especificação técnica. Esse cálculo pode ser considerado como exemplo para outros sistemas filtrantes.

    Exemplo de cálculo 1: Redução do custo das mangas

    Foram comparados os custos anuais de mangas de poliéster, com 450 g/m2 e com 550 g/m2, visto que, as mangas dos Fabricantes “B” e “C” tinham aproximadamente 450g/m2, não obstante, tenham sido compradas pelo cliente como se tivessem 550g/m2!

    A escolha de um filtro típico de 200 mangas foi arbitrada para exemplificar o cálculo; contudo, a metodologia apresentada pode ser facilmente usada para um filtro de qualquer porte ou quaisquer dados iniciais.

    Custo do cimento
    Custo do saco de cimento (50Kg): R$ 6,00

    Dados do filtro tipo “Pulse Jet”
    Número de mangas: 200
    Área filtrante: 200 m2
    Relação ar-pano: 1,5 m3/(m2.min)

    Dados da manutenção
    Custo homem/dia: R$ 16,00
    Tempo de troca das mangas: 2 dias
    Número de operários: 4
    Dias úteis por ano: 308 dias

    O custo é composto pelo custo da emissão de cimento e pelo custo das trocas de mangas, como segue:

    Custo da emissão de cimento
    A vazão total de ar que entra no filtro é o produto da área filtrante pela relação ar-pano:

    Vazão total do Filtro: 18.000 Nm3/h
    A emissão mínima de uma manga com 450 g/m2 é 70 mg/Nm3, ao passo que, a emissão máxima de uma manga com 550 g/m2



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    1. Junior Ramos

      Este material é muito bom e reflete a realidade, fizemos a troca de mangas de poliéster por fibra de vidro e já estamos no 5º ano sem troca de mangas.


    2. Antonio Sergio de Barros

      Excelente material.



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