Efeito da uniformidade do bolo de pó residual causada por uma limpeza irregular no processo de filtração

Efeito da uniformidade do bolo de pó residual causada por uma limpeza irregular no processo de filtração.

        Filtros de mangas são vastamente utilizados nos processos industriais devido sua alta eficiência, entretanto, é necessário realizar regularmente a limpeza dos filtros para evitar quedas de pressão devido o acúmulo de pó nos filtros, mantendo desta forma, a operação estável. Quando ocorre a limpeza irregular dos filtros, onde partes das peças são limpas enquanto outras contem pó residual, pode resultar na queda de pressão e na redução do tempo de ciclo de filtração, na produção do resíduo de teor concentrado de pó e nas oscilações na uniformidade da torta. Sendo assim, a distribuição de pó residual tem influência significativa sobre o processo de filtração.

 A partir de estudos experimentais e de modelagem proposto por Dittler et al, o modelo bidimensional quase estacionário proposto é a de que as unidades de bolo de pó com diferentes espessuras e posições sobre o filtro podem ser rearranjadas em nova distribuição. A área de filtração pode ser dividida em três partes, no caso de limpeza irregular:

A1 - Região completamente contaminada: O bolo de pó não reduzido em espessura;

A2 - Região parcialmente limpa: O bolo de pó residual é igualmente distribuído em espessura;

A3 - Região completamente limpa: Sem pó residual.

É plausível propor que as velocidades de filtração das três regiões são diferentes no ciclo de filtração devido à quantidade de massa contida em cada região, o que causa diferentes taxas de carga de massa de pó regionais.

Referindo-se as três regiões divididas: o RU^[1] distribuído no filtro é definido como o grau de desvio do baricentro do bolo a partir do limite de filtração com o bolo mais espesso. A FU^[2] pode ser expressa pelos mesmos parâmetros utilizados na formulação do RU1. Os valores de RU1 e FU2 pode variar de 0 a 1. Supõe-se que a compressão e o efeito rebote do bolo de pó devido à variação de velocidade de filtração são reversíveis. Quanto maior RU1 ou FU2 maior será a uniformidade do bolo de pó. A queda de pressão de filtração total (ΔPT) pode ser considerada como a soma da queda de pressão no meio filtrante e a queda de pressão através do bolo de pó.

O modelo proposto no estudo consiste em um alimentador de partículas (pó), câmera de teste, gravador de redução de pressão, um medidor de vazão e um exaustor de ventilação. Conforme a ação do exaustor, o ar é sugado pelo sistema experimental. O pó externo é obstruído pelo filtro protetor e destinado ao alimentador de partículas com um fluxo mássico constante. Então, a corrente de partículas passa pela câmera de filtração e coletada pelo filtro de teste. A superfície de filtração é principalmente realizada durante o processo de coleta de pó e no filtro e o fundo filtrado é subordinado.

 No experimento foram utilizados vários suportes com diferentes canais de filtração para regiões A1 e A2 que são feitos separadamente, em ordem para preparar diferentes resíduos de partículas. Então o processo de pré-obstrução das partículas foi realizado com suportes para filtrar uma região de carga com uma massa programada. A massa pré-carregada da região A1 e A2 no experimento foram usadas para simular a “torta” depois da limpeza irregular. Com a torta preparada no filtro, o teste de filtração é realizado.  A temperatura do ambiente precisa ser mantida entre 9-15ºC, com umidade do ar em 50-60% durante cada período de teste. Os parâmetros das partículas, a área total de filtração, a velocidade total da filtração e concentração das partículas foram ajustadas para as mesmas condições experimentais.

O modo de limpeza a pressão controlada foi adotado e a máxima queda de pressão permitida ΔPmax antes da limpeza foi 10 vezes comparado com a pressão no filtro virgem ΔP0, que determinou a superfície das partículas residuais completamente impuras na região A1 e três níveis de limpeza eficiente Rw^[3] foi ajustado.

Devido à dificuldade em controlar a razão da área regional e a limitação do conjunto de dados de frequência e precisão, a queda de pressão esta em apenas quatro casos de Rw³ e RU1 selecionados para o teste de validação da modelagem.

As influências da forma da área do pó residual e da posição são poucos significativos na queda de pressão sob as condições da mesma massa de pó, ambas distribuídas igualmente na espessura e na área do filtro. Esse resultado é similar com o resultado reportado por Ditter et al. e comprova a suposição da negligência da localização do pó para  a definição da uniformidade do bolo pó.

Conforme, as observações experimentais a queda de pressão residual aumentou com o aumento da RU1 para a mesma RW3, o tempo de ciclo diminui com o aumento da RU1 sob a condição da mesma eficiência de limpeza da massa RW3, a velocidade de filtração regional aumenta com o aumento da RU1, e as espessuras dos bolos regionais aumentam com o aumento da RU1.