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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 haciéndola 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 emisión 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, granos, etc.
Descrito en los
términos más simples, el filtro de tela es una versión a gran escala de una
aspiradora; se provoca que el gas efluente fluya a través del material del
filtro y que las partículas queden retenidas sobre este material. Los
mecanismos que intervienen en el filtro de tela son más complejos que el
tamizado directo de las partículas para separarlas de la corriente de aire.
Esto se prueba por medio de las eficiencias elevadas que se obtienen al
colectar partículas, las cuales son más pequeñas que los intersticios en la
tela del filtro.
La unidad básica
de un filtro de tela es la fibra y los poros de éstas son más grandes en
general que las partículas que se van a colectar, y la recolección ocurre como
resultado de la operación de varios mecanismos.
Existen tres posibilidades de colección:
·
La fibra intercepta directamente las partículas
cuando la trayectoria del flujo que contiene la partícula pasa la mitad de la
partícula del diámetro del filtro
·
Las partículas sufren un impacto cuando la
partícula tiene fuerza suficiente para permanecer en curso cuando la
trayectoria del flujo se desvía en derredor de la partícula.
·
Las partículas de tamaños más pequeños hacen
contacto con la fibra del filtro como resultado de su propio movimiento al azar
(movimiento browniano) en la corriente de gas y otras se ponen en contacto como
resultado de la atracción electrostática.
Con el tiempo, se
forma una costra, la cual incrementa la eficiencia de los filtros pero
disminuye la velocidad de flujo. Por consiguiente, la maraña del filtro se
tiene que remover a intervalos mediante agitación de la tela o al invertir el
flujo de aire, o ambos.
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 que el caudal disminuya 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 car
Contienen además una serie de paneles para distribuir 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 car
·
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
·
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
·
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 500
ºC. Para seleccionar el tipo de manga necesaria se considera:
·
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 90 ºC. Los mayores avances dentro de este campo se han dado en el
desarrollo de telas hechas a base de vidrio y fibras sintéticas, que han
aumentado la temperatura máxima aplicable hasta rangos 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
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).
Pídanos presupuesto para su caso concreto, indicando el caudal de
gas, su procedencia, temperatura y tipo y cantidad de contaminantes presentes.
A título de ejemplo incluimos precios de algunos equipos de
fabricación habitual.
Número de mangas de 127 mm ø x la altura.
Caudales máximos y mínimos en función de las características del
fluido a filtrar, expresado en metros cúbicos reales por hora.
Dimensiones ancho x alto x fondo en cm
Peso aproximado estructura.
Precios con ventilador, válvula manual de descarga, válvula
automática de limpieza y cuadro eléctrico.
Precio es euros F. F. sin impuestos para las temperatura máximas
indicadas
|
Mangas |
Caudal m3/h |
Dimensiones |
Peso Kg |
Precio 100 ºC |
Precio 200 ºC |
Precio 300 ºC |
Precio 400 ºC |
Precio 500 ºC |
|
4
x 2 |
100
- 250 |
40
x 310 x 40 |
100 |
7.750 |
8.525 |
9.805 |
11.275 |
12.975 |
|
6
x 2 |
150
- 360 |
40
x 310 x 60 |
125 |
8.900 |
9.790 |
11.260 |
12.950 |
14.900 |
|
9
x 2 |
215
- 550 |
60
x 310 x 60 |
150 |
10.550 |
11.605 |
13.350 |
15.350 |
17.650 |
|
9
x 3 |
325
- 800 |
60
x 420 x 60 |
200 |
11.510 |
12.670 |
14.560 |
16.750 |
19.250 |
|
12
x 3 |
430
- 1.000 |
60
x 420 x 75 |
225 |
12.600 |
13.860 |
15.950 |
18.330 |
21.080 |
|
16
x 2.5 |
500
- 1.200 |
75
x 380 x 75 |
250 |
14.500 |
15.950 |
18.350 |
21.100 |
24.230 |
|
16
x 3 |
575
- 1.500 |
75
x 430 x 75 |
260 |
16.750 |
18.450 |
21.188 |
24.370 |
28.025 |
|
20
x 3 |
700
- 1.800 |
75
x 440 x 100 |
280 |
18.050 |
19.860 |
23.840 |
26.260 |
30.200 |
|
25
x 3 |
1.000
- 2.200 |
100
x 440 x 100 |
300 |
20.780 |
22.860 |
26.290 |
30.230 |
34.770 |
|
30
x 3 |
1.100
- 2.700 |
100
x 450 x 110 |
320 |
23.350 |
25.690 |
29.540 |
33.970 |
39.070 |
|
36
x 3 |
1.300
- 3.300 |
110
x 450 x 110 |
350 |
26.400 |
29.040 |
33.400 |
38.410 |
44.170 |
|
42
x 3 |
1.500
- 3.800 |
110
x 450 x 130 |
380 |
29.550 |
32.505 |
37.380 |
42.990 |
49.450 |
|
49
x 3 |
1.800
- 4.400 |
110
x 450 x 130 |
400 |
33.220 |
36.550 |
42.025 |
48.330 |
55.575 |
|
56
x 3 |
2.000
- 5.000 |
130
x 460 x 150 |
460 |
36.910 |
40.601 |
46.700 |
53.700 |
61.750 |
|
64
x 3 |
2.300
- 5.750 |
150
x 465 x 150 |
500 |
41.130 |
45.250 |
52.030 |
59.850 |
68.810 |
|
72
x 3 |
2.600
- 6.500 |
150
x 465 x 160 |
510 |
45.090 |
49.600 |
57.040 |
65.600 |
75.440 |
|
81
x 3 |
2.900
- 7.400 |
160
x 465 x 160 |
540 |
49.370 |
54.310 |
62.460 |
71.825 |
82.600 |
| - ANTORCHAS - | COMPOSTAJE -
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