Área de Procesos Industriales

TECNOLOGÍAS DE DESCONTAMINACIÓN DE MATERIAL PARTICULADO

UNIDAD II TEMA: FILTROS DE MANGA O TELA

NOMBRES: Loreto Bañarez M, Giovanni Barrientos R, Luis Pérez del Rio

CARRERA: Ingeniería en Prevención de Riesgos, Calidad y Ambiente

ASIGNATURA: Contaminación Atmosférica

PROFESOR: Jaime Arturo Fuentes Alvear

FECHA: 04/11/2015

Índice

1.- Filtros de manga o tela......................................................................................................................3

1.1 Identificación de sus características....................................................................................3

1.2 Principios de funcionamiento................................................................................................4

2 Clasificación los dispositivos y técnicas de control de material particulado....................5

3 Clasificación según su tipo de operación de acuerdo al método de limpieza utilizado: 7

4 Técnicas de control de material particulado:...........................................................................10

5 Análisis de las ventajas y desventajas de los sistemas de control de filtros de tela.. . .11

6 Bibliografía.......................................................................................................................................12

1.- Filtros de manga o tela

1.1 Identificación de sus características

Los filtros de mangas son considerados como los equipos más representativos de la separación sólido-gas mediante un medio poroso. Su función consiste en recoger las partículas sólidas que arrastra una corriente gaseosa, esto se consigue haciendo pasar dicha corriente a través de un tejido ya sean estos naturales o sintéticos.

Imagen 1 Filtro de Manga

Las características principales que diferencian a los tipos de filtros de mangas unos de otros es la forma en que se lleve a cabo su limpieza y la estructura de diseño tales como:

SEGÚN SU FILTRACION CONTINUOS DISCONTINUOS

La limpieza se realiza sin que cese el paso del aire por el filtro

Es necesario aislar temporalmente la bolsa de la corriente de aire

SEGÚN SU DISEÑOTUBULAR RECTANGULAR

EJEMPLOS DE USOS DE LOS FILTROS

1.- Control de la contaminación del aire; como la eliminación de cenizas volantes de los gases de escape en una central eléctrica.

2.- Reducción del coste de mantenimiento de los equipos; como la filtración de la toma de aire de un motor o el tratamiento del gas de tostación de piritas previo a su entrada a una planta de ácido sulfúrico.

3.- Eliminación de peligros para la salud o para la seguridad; como la recogida de polvos silíceos y metálicos resultantes de equipos de molienda y trituración y en algunas operaciones metalúrgicas y en el ensacado.

4.- Mejora de la calidad del producto; como la limpieza del aire para la producción de productos farmacéuticos o de película fotográfica.

5.- Recuperación de productos valiosos; como la recogida de partículas procedentes de secadores y hornos de tostación.

6.- Recogida de productos en polvo; aplicado a casos como en el transporte neumático.

1.2 Principios de 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.

El funcionamiento tiene procesos claves los cuales podemos dividir en:

Operación por filtración Operación por limpieza

- 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.

- 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.

- 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.

- El polvo recogido en el fondo de la tolva se descarga mediante un transportador de tornillo helicoidal y una válvula rotativa.

2 Clasificación los dispositivos y técnicas de control de material particulado

Clasificación según su material:

Este tipo de filtración mediante tejidos es probablemente la técnica más antigua, ya que tiene las características de ser un método simple como eficaz. El tejido tiene la capacidad de producir un efecto filtrante, además tiene como principal misión, servir de soporte para la capa de polvo (torta) que rápidamente se acumula sobre esté.

La clasificación de los dispositivos de filtros de tela se efectúa a partir del material de fabricación de los tejidos. Este material presenta dos variedades

Fibras naturales Fibras sintéticas Las fibras están confeccionadas a partir de fragmentos de hebras o pelos, cuyo origen es natural. Estás fibras son sustancias muy alargadas cuya característica principal es que se puede hilar fácilmente. Actualmente la industria textil fabrica los filtros de tela a partir de dos tipos de fibras naturales, las cuales se subdividen a partir de:

Las fibras están confeccionadas a partir de fragmentos de hebras o pelos, cuyo origen es natural. Estás fibras son sustancias muy alargadas cuya característica principal es que se puede hilar fácilmente. Actualmente la industria textil fabrica los filtros de tela a partir de dos tipos de fibras naturales, las cuales se subdividen a partir de:

Materiales utilizados para su producción

Lana: Este tipo de fibra posee dos características excepcionales, lo cual ha hecho que sea la principal fibra textil natural, estás son su elasticidad y la capacidad de absorber la humedad. En cuanto a la elasticidad, posee una gran resistencia a la tracción, lo que en pocas palabras es el estiramiento sin rotura, mientras que la capacidad de absorber la humedad es porque genera una un alto índice de confort térmico.

Poliéster: Este tipo de fibras se utilizan en forma de filamento continuo o cortado, debido a las excelentes propiedades que las caracteriza, así mismo se puede realizar una aleación conjuntamente con fibras naturales (lana, algodón). Es una fibra muy resistente, haciéndola la fibra más resistente a la luz del sol.

Algodón: Este tipo de fibra tiene una serie de características como la resistencia, la absorbencia y la facilidad con la que se puede realizar la limpieza, ya que los filtros de tela requieren de una constante limpieza. El uso del algodón industrial se ha masificado a gran escala debido a las efectivas propiedades que tiene este producto.

Polipropileno: Como propiedad principal es la alta resistencia a la elasticidad, posee un buen sistema de aislación a temperaturas extremas, otra de las características de este material es el alto poder de adherencia al contacto con partículas de pequeño tamaño, frente a esta propiedad, el uso industrial para filtros de mangas es solicitado con mayor frecuencia.

Poliamida: Las poliamidas o también conocidas con nylon, son principalmente polímeros semicristalinos, los cuales poseen una amplia gama de propiedades mecánicas, características de deslizamiento y una muy buena resistencia ante el desgaste progresivo. De acuerdo a las propiedades, las poliamidas absorben diferentes cantidades de humedad, lo cual hace que posea un amplio confort térmico.

3 Clasificación según su tipo de operación de acuerdo al método de limpieza utilizado:

1. Vibración:

En este caso, las mangas filtrantes se cuelgan de forma vertical en filas con la parte superior cerrada y conectada a un mecanismo de sacudido. La parte inferior de las mangas se encuentra abierta y se conectada a la placa porta mangas. Al momento de la filtración el aire sucio ingresa al colector y se acumula en la parte inferior de la manga. Lo siguiente es que se cierre la compuerta de entrada y que se inicie así, el mecanismo de creando una onda una onda sinusoidal que comienza en la parte superior pasando a lo largo de la manga. Luego de esto, la capa de polvo se desprende y cae a la tolva en donde el polvo es recolectado en una fracción de segundos.

Imagen 2 Filtro de mangas por vibración

2. Por impulso de aire a presión:

En este tipo de limpieza, el gas circula a través de la tela desde fuera hacia dentro y el polvo queda retenido en la superficie exterior de la manga. En la limpieza se usa aire comprimido para generar un pulso o disparo de aire que se libera en el interior de cada manga por su extremo superior y que la recorre en sentido descendente expandiéndola violentamente durante un período de tiempo muy corto. La manga alcanza su máxima extensión en dirección radial y la torta de polvo se libera por igual motivo, es decir, por adquirir una aceleración suficiente para vencer las fuerzas de adhesión entre la torta de polvo y la manga.

Imagen 3 Filtro de manga por contracorriente

3. Por contracorriente:

También es denominado sistema de aire reverso, en donde el gas cargado de polvo entra a través de la parte inferior del filtro siendo dirigido hacia las mangas filtrantes por medio de deflectores. Las partículas se recogen en el interior de las mangas que cuelgan verticalmente, mientras que el aire limpio, se encuentra en el exterior de las mangas. Por lo general las mangas de colectores de aire son de gran tamaño, en donde tienen como soporte la adhesión de anillos para evitar el colapso de estas mismas durante el proceso de limpieza.

Imagen 4 Filtro de manga Tipo Pulse Jet

4 Técnicas de control de material particulado:

En cuanto a las técnicas utilizadas para el control del material particulado en el caso de los filtros de manga, esta se basa principalmente en la del funcionamiento de un ventilador, el cual es una parte integral del sistema de control para la contaminación ambiental. En este sistema se crea un flujo de gas de la fuente de polvo en sistemas tanto negativos como positivos. Posteriormente, para determinar el tamaño apropiado del ventilador se deben considerar una serie condiciones, entre las que destacan, el volumen de aire requerido, la temperatura del aire que se movilizara, la presión estática total y la elevación del sistema sobre el nivel del mar. Un punto a destacar es que ocurre una pérdida de presión en el sistema, lo que varía de acuerdo a las condiciones en que se encuentren los filtros.

El ventilador del sistema de control debe tener las dimensiones adecuadas, ya que en algunos casos se requiere del movimiento del aire en las peores condiciones. Cuando la presión diferencial del equipo es más baja, el ventilador puede mover más aire del que el sistema necesita, a menos que frente a esta situación se tomen las medidas preventivas correspondientes. La medida que generalmente se utiliza por su efectividad es la de adaptar un ventilador de velocidad variable.

Para la eliminación de dicho polvo, este es recogido en la parte inferior para luego ser descargado formando una especie de torta a medida que se llena. Finalmente el aire ya filtrado es devuelto a la atmosfera mediante el ventilador.

5 Análisis de las ventajas y desventajas de los sistemas de control de filtros de tela

Tipos de filtros de tela en función del método de limpieza empleado

En el tipo de filtros de tela de limpieza con aire comprimido la ventaja de reformar

rápidamente la plasta de polvo que proporciona la recolección eficiente de las partículas

y su desventaja es de inhibir la caída del polvo sobre la tolva.

Ventajas

Relativamente insensibles a fluctuaciones de la corrientes de gas.

Elevada eficiencia de retención para todo tipo de partículas.

El material se recupera seco para sus usos posteriores o eliminación final.

Operación relativamente sencilla

La corrosión de los componentes no es un problema importante.

Elevada eficiencia de filtración (superior a 99.9%)

Relativa baja caída de presión (de 1 a 1.5 kPa o bien de 100 a 150 milímetros de

columna de H2

El material es colectado en forma seca.

Elevada eficiencia de filtración (superior al 99.9%)

Alta confiabilidad (por su limpieza “suave” con las bolsas, debido a que no

ocasiona grandes esfuerzos en ellas)

Desventajas

Temperaturas superiores a 290.° C requiere filtros metálicos o minerales

refractarios que se encuentran en fase de desarrollo o son muy caros.

La vida útil de los filtros puede ser corta.

Alta perdida de carga.

Corriente de gas húmeda puede causar tortas perjudiciales o tapones del filtro.

Necesidad de mantenimiento ( cambio de mangas, limpieza )

Limpieza fuera de línea.

Alto mantenimiento en los sistemas de sacudido mecánico.

Requerimiento de gran espacio.

Baja confiabilidad en las mangas filtrantes debido al exceso de trabajo mecánico.

Elevado costo inicial.

Mayor tiempo para el reemplazo de las bolsas que en colectores de pulso de aire

(Jet Pulse).

Mayor dificultad para la detección de mangas filtrantes rotas.

Elevado consumo de potencia en el motor del ventilador principal de

aproximadamente dos veces mayor que para un precipitado electrostático.

Mayores costos de mantenimiento (por el reemplazo de las mangas filtrantes) en

comparación con el cambio de placas en un precipitado electrostático.

6 Bibliografía

http://www.naturalfibres2009.org/es/fibras/ http://www.redtextilargentina.com.ar/index.php/fibras/f-diseno/fibras- sinteticas www.ucersa.com/wp-content/uploads/2011/12/ filtros -ucersa. pdf http://es.slideshare.net/NancyJackeline/sintonizacion-pid