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FILTROS DE MANGAS
La captación y depuración de partículas
presenta una problemática muy diversa en los distintos procesos industriales
que generan emisiones a la atmósfera. La recuperación de productos en polvo del
gas de descarga es vital para cualquier industria para evitar los problemas de
polución o aumentar el rendimiento de la planta
Los filtros de mangas son uno de los
equipos más representativos de la separación sólido-gas mediante un medio
poroso: aparecen en todos aquellos procesos en los que sea necesaria la
eliminación de partículas sólidas de una corriente gaseosa. Eliminan las
partículas sólidas que arrastra una corriente gaseosa haciendola pasar a través
de un tejido.
La eliminación de polvo o de las
pequeñas gotas que arrastra un gas puede ser necesaria bien por motivos de
contaminación, para acondicionar las características de un gas a las tolerables
para su vertido a la atmósfera, bien como necesidad de un proceso para depurar
una corriente gaseosa intermedia en un proceso de fabricación. En ocasiones el
condicionante de la separación será un factor de seguridad, ya que algunos
productos en estado de partículas muy finas forman mezclas explosivas con el
aire.
Los filtros de mangas son capaces de
recoger altas cargas de partículas resultantes de procesos industriales de muy
diversos sectores, tales como: cemento, yeso, cerámica, caucho, química,
petroquímica, siderúrgica, automovilística, cal, minera, amianto, aluminio,
hierro, coque, silicatos, almidón, carbón, anilina, fibras de granos, etc.
La recogida de polvo o eliminación de
partículas dispersas en gases se efectúa para finalidades tan diversas como:
·
Control de la contaminación del aire.
·
Reducción del coste de mantenimiento de los equipos.
·
Eliminación de peligros para la salud o para la seguridad.
·
Mejora de la calidad del producto.
·
Recuperación de productos valiosos.
·
Recogida de productos en polvo.
FUNCIONAMIENTO
La separación del sólido se efectúa
haciendo pasar el aire con partículas en suspensión mediante un ventilador, a
través de la tela que forma la bolsa, de esa forma las partículas quedan
retenidas entre los intersticios de la tela formando una torta filtrante. De
esta manera la torta va engrosando con lo que aumenta la pérdida de carga del
sistema. Para evitar disminuciones en el caudal se procede a efectuar una
limpieza periódica de las mangas.
Los filtros de mangas constan de una
serie de bolsas con forma de mangas, normalmente de fibra sintética o natural,
colocadas en unos soportes para darles consistencia y encerrados en una carcasa
de forma y dimensiones muy similares a las de una casa. El gas sucio, al entrar
al equipo, fluye por el espacio que está debajo de la placa a la que se
encuentran sujetas las mangas y hacia arriba para introducirse en las mangas.
A continuación el gas fluye hacia
afuera de las mangas dejando atrás los sólidos. El gas limpio fluye por el
espacio exterior de los sacos y se lleva por una serie de conductos hacia la
chimenea de escape.
Contienen además una serie de paneles
para redireccionar el aire, dispositivos para la limpieza de las mangas y una
tolva para recoger las partículas captadas.
La característica principal que
diferencia unos tipos de filtros de mangas de otros es la forma en que se lleve
a cabo su limpieza. Esto además condiciona que los filtros sean continuos o
discontinuos. - continuos: la limpieza se realiza sin que cese el paso del aire
por el filtro - discontinuos: es necesario aislar temporalmente la bolsa de la
corriente de aire. Según este criterio, se tienen tres tipos principales de
filtros de mangas:
·
por sacudida: se realiza cuando existe la posibilidad de
suspender el servicio del filtro durante un corto periodo de tiempo. Por tanto,
exige un funcionamiento discontinuo con un ciclo de filtración y otro de
limpieza. El tipo más barato y sencillo consiste en un cierto número de bolsas
reunidas en el interior de una carcasa. Funciona con una velocidad aproximada
de 0,01 m/s a través de la bolsa filtrante. La limpieza se puede llevar a cabo
manualmente para unidades pequeñas.
Existe también una versión más
complicada y robusta que incluye un mecanismo automático de agitación para la
limpieza de las telas que puede funcionar por métodos mecánicos, vibratorios o
de pulsación. Las bolsas están sujetas a un soporte mecánico conectado a un
sistema capaz de emitir sacudidas o vibraciones mediante un motor eléctrico. Al
ser el tejido más grueso, se pueden utilizar velocidades frontales más
elevadas, de hasta 0,02 m/s, y permite el funcionamiento en condiciones más
severas que las admisibles en el caso anterior.
·
por sacudida y aire inverso: se emplea para conseguir un
funcionamiento en continuo, para ello los elementos filtrantes deben
encontrarse distribuidos entre dos o más cámaras independientes, cada una de
las cuales dispone de su propio sistema de sacudida y de una entrada de aire
limpio. El aire entra en las mangas en sentido contrario por medio de un
ventilador que fuerza el flujo, de fuera a dentro, lo que favorece la separación
de la torta.
·
por aire inverso: existen muchos dispositivos diferentes pero el
mecanismo habitual de limpieza consiste en la introducción, en contracorriente
y durante un breve periodo de tiempo de un chorro de aire a alta presión
mediante una tobera conectada a una red de aire comprimido. La velocidad
frontal alcanza aproximadamente 0,05 m/s y es posible tratar altas
concentraciones de polvo con elevadas eficacias. Mediante este tipo de filtro
se pueden tratar mezclas de difícil separación en una unidad compacta y
económica. Este mecanismo de limpieza se denomina también de chorros pulsantes
o 'jet pulse' y es más eficaz que las anteriores.
La limpieza se efectúa mediante
impulsos de aire comprimido a través de un programador de ciclos con variación
regulable de tiempo y pausa.
Para una correcta efectividad en un
sistema de filtración de polvo hay que tener en cuenta las características del
polvo a tratar, grado de humedad, temperatura, espacio disponible y otros
factores específicos.
EMISON, siempre en la vanguardia de las
nuevas tecnologías de depuración de gases dispone de un buen equipo de técnicos
especialistas, con amplia experiencia en este campo, que han desarrollado un
amplio programa de equipos de filtración de polvo de alta calidad, pensados
para cubrir todas las necesidades del mercado con la garantía y nivel de
exigencia del futuro.
La característica fundamental de
nuestro programa de filtros es su alto rendimiento y su facilidad de
manutención. Toda la manipulación de los elementos se efectúa en la cámara de
zona limpia, sin tener que entrar dentro del filtro en contacto con el polvo.
Un estudiado diseño permite su
configuración modular pudiendo variar su capacidad en anchura y altura,
consiguiendo la máxima superficie filtrante en el mínimo espacio. Su
construcción es robusta y compacta.
La elección del tejido filtrante
depende del tipo de polvo a retener y el nivel de emisión deseado. Existe una
gama de tipos y calidades específicas para cada caso, que permiten trabajar a
temperaturas de hasta
·
ser resistente química y térmicamente al polvo y al gas
·
que la torta se desprenda fácilmente
·
que la manga recoja el polvo de manera eficiente
·
que sea resistente a la abrasión ocasionada por el polvo
·
el caudal y la velocidad del gas
El tamaño de las partículas a separar
por los filtros de mangas será entre 2 y 30 µm. Sin embargo, no es usual
disponer de medios filtrantes con poros tan pequeños como para retener las
partículas que transporta el gas, debido a que los diámetros de éstas son
extraordinariamente pequeños. Por tanto la filtración no comienza a efectuarse
de manera efectiva hasta que no se han acumulado una cierta cantidad de
partículas sobre la superficie de la bolsa en forma de torta filtrante.
Así puede decirse que el sistema de
filtración que se da en los filtros de mangas es análogo al de los filtros por
torta, donde el medio filtrante actúa únicamente como soporte de la torta y es
ésta la que realiza realmente la operación.
OPERACIÓN DE FILTRACIÓN:
·
Una corriente de gas cargado de polvo entra al equipo, choca
contra una serie de paneles y se divide en varias corrientes.
·
Las partículas más gruesas se depositan directamente en el fondo de
la tolva cuando chocan contra dichos paneles.
·
Las partículas finas se depositan en la superficie del tejido
cuando el gas pasa a través de la bolsa.
·
Una vez que el gas ha sido filtrado, éste fluye (ya limpio) a
través de la salida y se descarga a la atmósfera por medio de un ventilador.
OPERACIÓN DE LIMPIEZA:
·
Las partículas depositadas en la superficie de la bolsa se
sacuden durante un breve periodo de tiempo por medio de aire comprimido
inyectado desde una tobera hacia la bolsa, o bien de manera mecánica.
·
El chorro de propulsión actúa periódicamente mediante un
controlador automático de secuencia.
·
El polvo recogido en el fondo de la tolva se descarga mediante un
transportador de tornillo helicoidal y una válvula rotativa.
La limpieza de las mangas no es completa
en ningún caso debido a la dificultad para desprender la torta en su totalidad
y también porque, si se aplicaran procedimientos más vigorosos de limpieza, el
desgaste de las mangas sería mayor y se provocaría un mayor número de paradas
de planta motivadas por el cambio de las mangas.
La eficacia del filtro será baja hasta
que se forme sobre la superficie del tejido filtrante una capa que constituye
el medio filtrante para la separación de partículas finas.
Una vez superada la fase inicial, los
filtros de mangas son equipos muy eficientes (sus eficacias sobrepasan con
frecuencia el 99,9%), con lo que su aplicación en la industria es cada vez
mayor.
La limitación más importante que se da
en los filtros de mangas es la debida a la temperatura, ya que se debe tener en
cuenta el material del que está constituida la tela para conocer la temperatura
máxima que se puede aplicar.
Así para fibras naturales la
temperatura máxima a aplicar es alrededor de
Otros factores que pueden afectar a la
operación del filtro de mangas son el punto de rocío y el contenido de humedad
del gas, la distribución del tamaño de las partículas y su composición química.
CÁLCULO
Los dos parámetros fundamentales a
considerar en el diseño de un filtro de mangas son la velocidad del gas y la
pérdida de carga. La velocidad del gas es bastante reducida, por lo que se
considera flujo laminar
La velocidad a la que los gases pasan
por la tela debe ser baja, normalmente entre 0,005 y 0,03 m/s, para evitar una
excesiva compactación de la torta de sólidos con la consiguiente elevación de
la pérdida de carga, o para impedir la rotura local del lecho filtrante que
permitiría el paso de partículas grandes a través del filtro.
Para mantener una velocidad
aproximadamente constante es evidente que se debe aumentar la presión a medida
que aumenta el espesor de la torta. Para realizar esta función de aumento de la
presión se dispone de un ventilador o una soplante, que se encargará de
impulsar el gas.
Normalmente la resistencia del material
filtrante es despreciable en comparación con la de la torta de modo que el
volumen del gas procesado resulta proporcional a la raíz cuadrada del tiempo de
filtración.
A la hora de determinar la capacidad de
un filtro de mangas se debe tener en cuenta:
·
la cantidad de gas a tratar
·
si se van a disponer varios equipos en paralelo (práctica de
extensa aplicación por su utilidad)
·
si va a haber algún equipo parado durante el proceso (en
operación de limpieza, por ejemplo).
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