Filtros de ar industriais: quão limpo pode ser limpo?

Richard Farnish, CEng MIMechE, diretor técnico, The Wolfson Center for Bulk Solids Handling Technology, University of Greenwich | 03 de março de 2023

Os filtros de ar que são incorporados em aplicações de uso único (veículos ou HEPA, por exemplo) têm um requisito operacional bastante simples: capturar partículas e evitar a ruptura em algum valor de corte de partícula especificado. Por outro lado, os filtros na maioria das plantas de processo industrial precisam não apenas capturar partículas até um determinado tamanho de corte, mas também fazer parte de um processo integrado que requer que o material capturado seja removido e que o filtro retorne a um nível aceitável condição "limpa" (ou seja, baixa queda de pressão). Espera-se, obviamente, que este ciclo de captura e remoção continue com uma deterioração mínima na eficiência de captura ou na duração do ciclo de vida do filtro.

Os sistemas de limpeza por jato reverso são amplamente aplicados em equipamentos de filtragem de muitos fornecedores e podem fornecer um meio eficaz para desalojar as partículas do meio filtrante. No entanto, a qualidade dos equipamentos oferecidos e a metodologia de controle empregada podem variar consideravelmente – e na maioria dos casos isso é diretamente proporcional ao orçamento alocado para a tarefa. A consequência disso é que a eficiência de limpeza e o consumo de energia (na forma de consumo de ar comprimido) para esses sistemas também variam significativamente.

A base para muitos projetos de instalação é focada em uma velocidade nominal mínima de face que, em conjunto com o conhecimento do volume de ar sendo manuseado, serve para ditar o filtro total necessário. A este respeito, a área de superfície necessária é muitas vezes fornecida através do uso de cartuchos plissados ​​- cuja compacidade permite um dimensionamento mínimo para o alojamento do filtro. Sistemas de pulso de jato reverso comumente são encontrados em muitas fábricas para fornecer o mecanismo de desalojamento de partículas pelo qual uma condição "limpa" pode ser alcançada para o filtro. Mais uma vez, o layout e o design detalhado variam significativamente em qualidade técnica. A seleção da pressão de pulso também é, normalmente, baseada em "regras práticas" que podem ser facilmente substituídas no nível operacional se a eficiência da limpeza for considerada inadequada.

No entanto, como acontece com muitos aspectos do manuseio de materiais a granel, a suposição errônea de que, se alguma pressão de ar é boa, mais deve ser uma melhoria ocorre regularmente. A capacidade de limpeza de um cartucho de filtro plissado (essencialmente uma estrutura rígida) não é a mesma de um filtro de meia (uma estrutura flexível). No caso desta última, a expansão e desaceleração rápida em resposta ao pulso atuando contra o interior do enfermo são os mecanismos de desprendimento das partículas. Isso claramente não é possível com um filtro plissado estruturalmente rígido e, a esse respeito, o pulso de gás pode ser considerado um meio pelo qual o ar/energia pode ser introduzido na face interna da estrutura plissada. A consequência disso é que o deslocamento de partículas pode ser considerado como uma purga de gás de curta duração/alta energia (ou seja, arrastando ou soprando partículas do labirinto de vazios internos e caminhos do filtro). A esse respeito, é lógico que um fluxo de ar finito possa ser alcançado através do meio filtrante (um conceito que foi encontrado em um estudo de pesquisa recente). A este respeito, uma condição de pressão instantânea ótima local para o interior do filtro pode ser antecipada de tal forma que para uma determinada construção de filtro, aumentos na pressão além de uma faixa de pressão crítica trarão pouco ou nenhum benefício de limpeza em troca do aumento de energia consumida no filtro. processo.

Em conclusão, a ciência e a tecnologia dos sistemas de filtragem de partículas ainda são um aspecto em desenvolvimento da aplicação das melhores práticas no manuseio de sólidos a granel com a indústria. Embora muitos sistemas operem conforme projetado e não causem problemas indevidos, também há um grande número de sistemas com baixo desempenho e que requerem intervenção regular. Pode-se argumentar que a percepção equivocada de que as unidades de filtragem não impulsionam diretamente a eficiência ou as margens de lucro está amplamente por trás dos exercícios de "engenharia de valor" que resultam na instalação de sistemas marginais.