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Filtros de mangas da TMSA

O controle da poluição ambiental representa, nos dias atuais, grande preocupação em vários segmentos de mercado, principalmente nos processos industriais que geram pó, seja no manuseio ou nas operações produtivas. Este pó, quando emitido para a atmosfera de forma desordenada e em grande concentração, prejudica a saúde dos trabalhadores, acelera o desgaste dos equipamentos e pode causar sérios danos na planta fabril. O controle da poeira é tanto mais imprescindível nos setores alimentício, de fertilizantes e mineração em portos, principalmente naquelas unidades que recebem, descarregam e armazenam produtos com baixa umidade e à granel, uma vez que com condições e fatores propícios, podem provocar incêndios e explosões.

Explosão em instalação no manuseio de milho.

Mesmo com o aumento da conscientização sobre os problemas relacionados à poluição e às rigorosas regulamentações, infelizmente as questões ambientais não ocuparam o devido espaço no rol das preocupações da sociedade moderna. Este fato fez com que a TMSA adotasse novas e modernas abordagens de engenharia com ênfase na redução e controle da poeira advinda dos processos industriais. Na prática, não existe a pretensão de alcançar uma purificação total do ar (e isto nem é possível), mas sim de atingir um grau de pureza que possa mitigar de forma significativa os riscos à saúde e ao meio ambiente.

Existe uma quantidade consideravel de equipamentos e tecnologias para controle das emissões de particulados, tanto os que separam os particulados por via úmida, como os por via a seco.

  • Os equipamentos por via úmida como os Scrubber e lavadores de gases, entre outros, apresentam como resultante do processo a transformação do material coletado em um lodo, necessitando de recursos complementares de decantação e tratamento dos efluentes e, consequentemente, exigindo maiores investimentos financeiros.

  • Os equipamentos a seco como os ciclones, multiciclones e as colunas de separação apresentam baixa eficiência de coleta, principalmente quando a composição granulométrica do fluxo aspirado consiste em partículas abaixo de 10 mícrons. Deste modo, estes equipamentos são usados frequentemente como pré-separadores inerciais e quando aplicados antes de filtros porque além de contribuírem na eficiência de coleta de partículas de maior densidade, ainda aumentam a vida útil do meio filtrante (cartuchos ou mangas).

  • Os filtros eletrostáticos apresentam alta eficiência de separação necessitando, porém, de sofisticados equipamentos complementares, mão-de-obra altamente qualificada com conhecimento em força e controle elétrico, além do valor de investimento ser proporcionalmente superior às demais soluções.

  • Os filtros de cartuchos e/ou mangas apresentam boa performance de eficiência atrelada a um custo razoável e satisfazem as exigências da legislação ambiental vigente sendo, por isso, os filtros mais aplicados nas soluções TMSA.

Filtro pulse jet modelo LAC, com limpeza por meio de jatos de ar comprimido.

Quando se trata da forma de admissão do fluxo aspirado de ar+pó a ser tratado, os filtros de mangas são classificados em dois grupos:

  • Os filtros com admissão do fluxo aspirado de ar+pó pelo lado de dentro para fora das mangas.

  • Os filtros com a admissão do fluxo aspirado de ar+pó pelo lado de fora para dentro das mangas, onde as mesmas são estruturadas por gaiolas aramadas.

O primeiro grupo é usado em instalações de pequeno porte, onde a limpeza das mangas é executada manualmente e normalmente com o sistema parado e, por isso, sendo pouco aplicado.

Já o segundo grupo, pela facilidade de limpeza sem a necessidade do desligamento do sistema e por ser dotado de sistema de limpeza automático, tem sido o mais aplicado e usado.

Os sistemas de limpeza mais usados são por fluxo de ar em contracorrente com limpeza através de sopradores ou por compressores Roots de média pressão e os tipo pulse jet com limpeza por meio de jatos de ar comprimido.

A TMSA também fabrica os filtros circulares com limpeza por reversão de fluxo de ar, na modalidade de limpeza por meio de sopradores, denominados de CRLF. São filtros de limpeza contínua das mangas onde o fluxo aspirado de ar+pó entra lateralmente ao cilindro do filtro e é forçado para baixo. O material mais denso é decantado na própria moega e o mais leve é carregado junto com o gás, para o compartimento das mangas sendo, então, forçado a passar através destas, de fora para dentro, onde as partículas são retidas.

O ar limpo é então conduzido ao compartimento superior do filtro e admitido pelo ventilador centrífugo, e de lá, para a atmosfera.

A limpeza das mangas é feita através de um sistema de fluxo reverso, ou seja, um dos sopradores de alta pressão é instalado no compartimento superior do filtro sobre uma plataforma giratória que insufla um jato de ar contrário no interior de uma fileira de mangas que, quando é combinado com o fluxo de ar secundário induzido, produz um jato reverso de alta intensidade, desprendendo o pó acumulado na parte exterior das mangas.

As mangas são fixadas em gaiolas tipo cilindro no espelho do filtro, através de anéis tipo mola para fácil retirada. Na parte inferior do filtro, o material coletado é retirado da moega do filtro através de válvula rotativa.

Quanto aos filtros pulse jet com limpeza por meio de ar comprimido, a TMSA fabrica três modelos diferentes:

  1. Os filtros LAC, de construção retangular.
  2. Os filtros CLAC que são circulares.
  3. Os filtros compactos, ideais para serem instalados diretamente sobre o ponto de geração de pó.

Todos os modelos possuem o mesmo princípio de funcionamento onde os sólidos transportados pelo meio gasoso, por sucção ou pressão, entram pela parte inferior da moega do filtro e as partículas que não decantam, por serem menos densas e de menor granulometria, seguem o fluxo ascendente em direção a superfície externa das mangas filtrantes.

Desta forma, os sólidos em suspensão ficam retidos na parte externa das mangas e os gases limpos seguem para o plenum superior, sendo admitidos pelo ventilador e expelidos para a atmosfera.

Um programador eletrônico com recursos para regulagem, tanto no período como na frequência, energiza periodicamente uma carreira de válvulas solenoide que, por sua vez, atua sobre as válvulas diafragmas permitindo, assim, a passagem de um jato de ar comprimido do barrilete aos tubos de sopragem, os quais injetam o ar em alta pressão no interior das mangas que, combinado com o fluxo de ar secundário induzido, produz um aumento de pressão e uma onda de choque de alta intensidade nas mangas, desprendendo o pó.

O pó, agora aglomerado, é desprendido das mangas e cai por gravidade para o fundo da moega do filtro, de onde é retirado por meio de rosca transportadora, válvula rotativa, ou por ambos.

Todos os filtros pulse jet são compostos de plenum superior, local onde é processada a limpeza das mangas e onde se encontra o barrilete e as válvulas solenoides, como nos tubos distribuidores de ar comprimido. Neste local também se encontra o duto de saída de ar limpo do filtro. Na parte intermediária existe um compartimento onde são instaladas as mangas, venturis e gaiolas e, por último, a moega inferior, local da entrada dos gases/particulados e saída do material coletado pela mangas filtrantes.

As mangas filtrantes nos equipamentos destinados a filtragem a seco são, sem dúvida, uma das partes mais importantes do equipamento.

O mercado dispõe de uma infinidade de tecidos fabricados para atender os mais variados tipos de particulados em processos industriais.

Um dos aspectos a se considerar ao selecionar um determinado tipo de meio filtrante é o conhecimento da natureza da fibra que compõe o tecido. São várias as características ou fatores de operação que condicionam a aplicação de uma ou de outra fibra. Os efeitos destes fatores não podem ser considerados isoladamente, mas em conjunto, uma vez que um fator isolado pode prejudicar ou comprometer todo o conjunto.

Filtros circulares pulse jet modelo CLAC com limpeza por meio de jatos de ar comprimido.

  • O algodão, por exemplo, opera com temperaturas máximas de 90℃ e em ambientes secos, quimicamente alcalinos.

  • A lã deve ser usada em aspirações ligeiramente ácidas.

  • O polipropileno é muito resistente quimicamente e mais usado para partículas sólidas higroscópicas.

  • A poliamida é afetada pela combinação de umidade e temperatura.

Para altas temperaturas, até 200℃ em ambientes secos e pouco agressivos quimicamente, a recomendação é usar as mangas Nomex, porém, a maioria dos sistemas de aspiração usam como filtros de mangas fibras de poliéster.

  • O poliéster é a fibra mais resistente mecanicamente, sua temperatura de operação pode chegar até 140℃ , resiste bem a maioria dos agentes químicos, inclusive aos ácidos, porém, perde as suas propriedades frente ao conjunto umidade-temperatura-acidez, pois se hidrolisa.

Além das mangas, o programador eletrônico é de suma importância em um filtro de mangas com limpeza por meio de jatos de ar comprimido, já que ele é o elemento responsável pelo controle do sistema de limpeza, isto é, através dele é que são reguladas a frequência e a duração do ciclo de limpeza das mangas por intermédio de impulsos elétricos.

O manômetro de coluna é o elemento responsável para a verificação de funcionamento de todo o conjunto. Ele deve ser instalado entre o plenum superior e o compartimento das mangas. Possui a finalidade de verificar a perda de carga entre estes dois compartimentos, determinando desta maneira o estado de limpeza das mangas filtrantes.

Além de tudo o que foi dito acima, existe basicamente dois tipos de configuração de filtros:

  • Os filtros com retirada das mangas pela lateral (que são muito usados quando não existe no local um pé direito que possibilite a retirada das mangas por cima).

  • Os filtros com retirada das mangas pelo topo (quando são retiradas pelo plenum superior, onde existem portas de acesso para esta finalidade).

A principal vantagem da segunda configuração é que não se faz necessária a entrada de pessoal no interior do filtro para colocação e/ou substituição das mangas sendo, portanto, uma operação mais limpa e mais fácil que os filtros com remoção lateral das mangas. Entretanto, para este filtro é necessário um pé direito superior em relação aos filtros convencionais.

Nos filtros pulse jet com limpeza das mangas por meio de jatos de ar comprimido, algumas recomendações são muito importantes como, por exemplo, a instalação de uma válvula de segurança reguladora de pressão na linha de ar comprimido.

Também é recomendado, quando o filtro for instalado ao tempo e com temperaturas acima de 90℃, que o mesmo tenha isolamento térmico evitando, assim, o risco de condensação. A mesma recomendação é sugerida quando se está trabalhando com o insumo açúcar. Neste caso, o melhor é instalar o filtro em uma área confinada a fim de que o açúcar não se transforme em melaço.

Com relação à segurança, é imprescindível a instalação de portas de alívio de pressão e janelas de explosão.

Também é recomendada a instalação de um pré-separador de particulados quando a concentração está acima de 500 g/m3. De uma maneira geral, concentrações de até 15 g/m3 são consideradas baixas. No intervalo entre 15 e 400 g/m3 são consideradas médias. Acima de 500 g/m3 são consideradas concentrações elevadas e poderá haver um entupimento prematuro das mangas.

Finalmente, deve ser levado em consideração se as partículas são capazes de se carregarem eletrostaticamente com sinal contrário ao material têxtil. Se houver a possibilidade de ocorrência deste fenômeno, devem ser utilizadas mangas que permitam uma descarga para a terra.

Filtros compactos modelo FC com limpeza das mangas por meio de jatos de ar comprimido.

Em alternativa aos sistemas centrais de aspiração, existem os filtros de cartuchos compactos, ideais para colocação sobre silos, trocas de correias, chutes, balanças e outros pontos de emanação de pó onde sejam necessários ou onde seja impossível a colocação de sistemas centrais de aspiração.

A grande vantagem deste equipamento é a aspiração do poluente e a descarga ser executada diretamente no ponto de geração do pó, tornando desnecessária a utilização de outros equipamentos à distância como filtros centrais, ventiladores e as tubulações de união de grandes percursos. As reduzidas dimensões dos filtros compactos são conseguidas graças à colocação de cartuchos plissados de poliéster de alto rendimento, que substituem dezenas de mangas convencionais, conforme mostra a foto abaixo.

Mangas de poliéster nos filtros compactos.


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