Foram publicados muitos artigos com enfoque nos avanços nos filtros coletores de pó industriais, mas a maior parte deles se concentrou nos coletores de pó que utilizam filtros de cartucho. Embora os coletores com cartuchos ofereçam muitas vantagens, existem milhares de instalações na América do Norte que ainda compram e operam filtros de mangas. Este documento trata das necessidades de filtragem desses proprietários e operadores de filtros de mangas.

Os filtros de mangas podem ser feitos de uma grande variedade de materiais. Se a corrente de ar que entra no coletor estiver acima de 275 °F (135 ºC), você pode usar P84, Aramida, Ryton e outros materiais. Se houver alto teor de umidade no fluxo de ar proveniente dos secadores, ou se houver condições de alta acidez ou alcalinidade no fluxo de ar, o polipropileno deve ser fortemente considerado. No entanto, cada uma dessas aplicações é especial, exigindo mangas para filtros de mangas feitos de materiais especiais que atendam às suas necessidades específicas.

Na maioria dos casos e aplicações, o poliéster padrão tem sido o meio filtrante preferido em filtros de mangas, pois faz um bom trabalho na filtragem do ar, tem uma durabilidade aceitável e o custo inicial de instalação é econômico. Outro tipo de filtro de mangas de poliéster que pode proporcionar um melhor desempenho do filtro de mangas, e fazê-lo de forma econômica, são os filtros de mangas feitos de poliéster hidroentrelaçado.

As mangas coletoras de tecido de poliéster Dura-Life™ são utilizadas para aplicações de uso geral, com o objetivo de melhorar o desempenho do filtro de mangas. Esses mangas para filtros de mangas proporcionam um ar mais limpo e uma vida útil mais longa do que os meios filtrantes convencionais de poliéster, graças ao processo exclusivo de fabricação por hidroentrelaçamento, que dispensa o uso de agulhas, um problema comum nos meios filtrantes tradicionais, com poros grandes que retêm pó, dificultam a limpeza e reduzem a vida útil do filtro. Os filtros manga de poliéster Dura-Life podem melhorar o desempenho da maioria das marcas populares de coletores de bolsas.

Os pontos a seguir fornecem uma visão geral dos benefícios dos filtros de poliéster spunlace, que ajudarão você a otimizar o desempenho do filtro de mangas para sua aplicação:

1. Meio filtrante mais uniforme

A maioria dos filtros de manga de poliéster padrão é feita de feltro fabricado por meio de um processo de agulhamento. Nesse processo, um grande conjunto de agulhas com farpas se move rapidamente para cima e para baixo através de um leito de fibras do meio filtrante para entrelaçar as fibras de poliéster e criar o feltro.

Em 1976, a DuPont introduziu um novo processo em que jatos de água microfinos eram usados para entrelaçar as fibras. Este processo de emaranhamento hidráulico, ou spunlacing, proporciona um material mais forte, mais uniforme e com poros menores do que o poliéster de feltro agulhado comum.  O produto final do filtro é chamado de tecido hidroentrelaçado, spunlace ou tecido não tecido spunlace.

2. Maior vida útil do filtro

Quando o pó é filtrado em um filtro de mangas utilizando filtros de mangas spunlace hidroentrelançados, uma porcentagem muito maior do pó é capturada na superfície externa da manga do que na superfície externa do filtro de mangas de poliéster comum. Este fenômeno é conhecido como carga superficial. Quando chega a hora de tirar o pó da manga através de um pulso inverso de ar dentro da manga, o pó carregado na superfície sai facilmente da manga e cai dentro do tremonha do filtro de mangas. Quanto mais eficaz for a limpeza por pulso e filtro, melhor será o fluxo de ar (menos queda de pressão) através do manga. Um fluxo de ar adequado significa que o filtro de mangas continua filtrando adequadamente o pó do ar.

Por outro lado, os filtros fabricados com feltros agulhados comuns não são tão uniformes em termos de tamanho dos poros ou estrutura como as mangas de poliéster hidroentrelaçado. É provável que tenham poros maiores e, por isso, o pó acumulado nestes mangas tende a penetrar mais profundamente no tecido. Isso é conhecido como carregamento em profundidade e, quando chega a hora de limpar esses filtros de mangas, é muito mais difícil remover o pó deles. Isso resulta em mangas mais sujas, onde o fluxo de ar é restrito, e uma queda de pressão mais alta que aumenta mais rapidamente.

Os resultados apresentados na figura acima são provenientes de dados obtidos em testes laboratoriais acelerados. Os testes de laboratório corroboram os resultados dos testes de campo e mostram que o poliéster hidroentrelaçado proporciona uma vida útil de 2 a 3 vezes maior do que os filtros de saco de poliéster padrão de 453,6 g (16 oz) quando se trata de substituir os sacos devido à queda de pressão. Os resultados apresentados na figura acima são provenientes de dados obtidos em testes laboratoriais acelerados. Os testes de laboratório corroboram os resultados dos testes de campo e mostram que o poliéster hidroentrelaçado proporciona uma vida útil de 2 a 3 vezes maior do que os filtros de saco de poliéster padrão de 453,6 g (16 oz) quando se trata de substituir os sacos devido à queda de pressão.

Os resultados de laboratório e de campo têm mostrado consistentemente que mangas de emaranhamento hidráulico duram mais tempo devido à melhor carga superficial e limpeza por pulso. De fato, sabe-se que as mangas de emaranhamento hidráulico duram de duas a três vezes mais do que os filtros de mangas de poliéster comuns.

3. Redução das emissões

Olhando para o gráfico de queda de pressão anterior, pode-se supor que é mais fácil para o ar passar através dos emaranhamento hidráulico e, portanto, mais pó deve estar passando através dessas mangas também. Mas esse não é o caso. Os filtros de mangas de emaranhamento hidráulico emitem até 30% menos emissões de partículas do que os filtros de mangas de feltro agulhado comuns em partículas de 2,5 micra e menores. Novamente, isso se deve aos poros menores do poliéster emaranhamento hidráulico e ao material mais uniforme. Isso pode ser um grande benefício para os gerentes de fábricas que utilizam corpo do filtro de mangas para manter suas instalações limpas e para atender às normas de emissões da EPA.

Esses resultados de chapas planas são baseados em testes de laboratório independente usando ASTM D 6830-02 em partículas de 2,5 micra. Esses resultados de chapas planas são baseados em testes de laboratório independente usando ASTM D 6830-02 em partículas de 2,5 micra.

4. Redução dos custos de energia

Outro benefício da carga superficial e da menor queda de pressão das mangas de emaranhamento hidráulico é a redução da energia do ventilador utilizada para extrair ar através do filtro de mangas. Os ventiladores não terão que trabalhar tão duro porque há menos restrições nos filtros de mangas. Além disso, se os ventiladores estiverem equipados com um motor compatível com a EISA e utilizarem um acionamento de frequência variável, a economia anual de energia pode ser bastante significativa. O exemplo abaixo mostra o consumo de energia reduzido em mais de US$ 6.000 por ano usando mangas de emaranhamento hidráulico em um coletor com 484 mangas. Obviamente, quanto mais coletores uma instalação tem, maior é o potencial de economia de energia.

 

Essas fotos foram tiradas com um microscópio eletrônico de varredura de um elemento de manga usado em um coletor que filtrava as cinzas volantes. As mangas foram retiradas após 2.700 horas de uso. A relação ar-elemento foi de 4,5 para 1. A queda de pressão após 2.700 horas de operação foi de 152,4 mm (6 pol.) em sacos de poliéster e de 50,8 mm (2 pol.) em sacos hidroentrelaçados. Lado de ar limpo da manga de poliéster agulhado (300x)
Lado limpo da manga de poliéster de emaranhamento hidráulico (300x) Lado limpo da manga de poliéster de emaranhamento hidráulico (300x)

Essas fotos foram tiradas com um microscópio eletrônico de varredura de um elemento de manga usado em um coletor que filtrava as cinzas volantes. As mangas foram retiradas após 2.700 horas de uso. A relação ar-elemento foi de 4,5 para 1. A queda de pressão após 2.700 horas de operação foi de 152,4 mm (6 pol.) em sacos de poliéster e de 50,8 mm (2 pol.) em sacos hidroentrelaçados.

5. Redução de custos de manutenção

Um dos trabalhos menos favoritos que um funcionário da fábrica tem que fazer é substituir as mangas dos filtros. É um trabalho sujo e empoeirado, e pode precisar ser realizado em condições climáticas extremamente quentes ou frias, dependendo da localização e da época do ano. Além de ser desagradável, isso pode gerar custos elevados para a empresa proprietária do filtro de mangas. Muitas vezes este trabalho tem que ser feito quando a fábrica não está funcionando, já que o filtro de mangas precisa ser desligado enquanto as mangas são substituídas. Isso pode resultar em taxas de mão de obra aplicadas em fins de semana ou feriados, o que pode aumentar os custos do projeto.

Experiências de campo demonstraram que os filtros de mangas com entrelaçamento hidráulico podem durar mais tempo do que as mangas de poliéster com feltro agulhado quando a substituição é necessária devido a uma queda de pressão excessivamente alta. Supondo que as mangas hidroentrelaçadas durem mais do que as mangas de feltro agulhado e levando em consideração os custos de mão de obra e das mangas, uma fábrica poderia economizar dinheiro cada vez que seus funcionários substituíssem as mangas hidroentrelaçadas em um filtro de mangas com 484 mangas. Mais uma vez, se uma instalação tem vários filtros de mangas, a economia pode se acumular rapidamente.

Muitas empresas ainda utilizam filtros de mangas para manter suas instalações limpas. Ao solicitar mangas de feltro hidroentrelançado para filtros de mangas — como as mangas de poliéster Dura-Life — os gerentes de fábrica podem manter suas instalações mais limpas e, ao mesmo tempo, reduzir seus custos de energia e manutenção.

Referências