Estrutura e funcionamento do filtro de mangas: prós e contras + particularidades da substituição da manga filtrante

Sem dúvida, o cumprimento das normas ambientais é uma condição importante para o funcionamento bem-sucedido e seguro de qualquer produção. A purificação do ar contaminado por produtos de processamento é um requisito básico para empresas de mineração, cimento, química, moagem, metalurgia e outras áreas, nas quais durante suas atividades se formam grandes quantidades de poeira, fuligem e outros poluentes microscópicos.

Mas as modernas estruturas de purificação permitem resolver eficientemente o problema do excesso de poeira no ar: a estrutura e o funcionamento do filtro de mangas visam precisamente a remoção de partículas minúsculas de suspensões nocivas. Após a instalação deste componente, toda a poeira e sujeira se depositam nas paredes do filtro, e um ar mais leve e sem impurezas é lançado na atmosfera.

Neste material, examinaremos a construção e os princípios de funcionamento do filtro de mangas, conheceremos os métodos de sua autorregeneração e substituição, e também revelaremos as vantagens e desvantagens desta estrutura de purificação.

Necessidade de purificação do ar na produção

A crise ecológica no planeta se agrava a cada dia. As empresas industriais desempenham um papel não menos importante nisso: vazamento de produtos químicos, poluição de corpos d'água com águas residuais e emissões de poeira afetam extremamente negativamente tanto o estado da natureza quanto a saúde das pessoas.

Além do dano direto aos trabalhadores e moradores que vivem próximos à produção, a poeira também prejudica a própria empresa. O acúmulo de poeira afeta negativamente o funcionamento dos equipamentos, deteriora o estado do sistema de ventilação e dos trocadores de calor. Esses fatores podem levar à redução da qualidade dos produtos fabricados e até aumentar seu custo devido a avarias e desgaste mais rápido dos equipamentos utilizados.

A supressão de poeira nas empresas é organizada por diferentes métodos. Além da captura de suspensões por filtros especiais, pode ser aplicado um sistema de nebulização, graças ao qual as partículas de sujeira se depositam junto com microgotas de água.

Por isso, a captura e neutralização de poeira de qualidade é uma etapa essencial de todo o processo tecnológico na produção. O filtro de mangas lida eficazmente com as tarefas propostas e protege não apenas a natureza e as pessoas, mas também os equipamentos da empresa.

Como é construído e funciona o filtro de mangas?

O equipamento de limpeza com filtro de mangas pode ser usado tanto como parte da ventilação interna, que prevê o retorno do ar purificado para o ambiente, quanto como um sistema de purificação total do ar antes de sua liberação no meio ambiente.

O filtro de mangas é uma estrutura bastante simples, que consiste nos seguintes elementos principais:

• carcaça para os módulos de filtragem;
• câmaras para ar limpo e sujo;
• moega e suporte;
• válvula de entrada, através da qual passa a mistura de ar;
• manga filtrante ou conjunto de mangas, que estão localizados no caminho de passagem do ar;
• válvula de saída com regulador de pressão, que permite a passagem do fluxo purificado;
• sistema de regeneração do filtro, que permite limpar periodicamente a manga da poeira.

A construção do dispositivo é projetada para passar uma quantidade suficientemente grande de ar ou gás. Os fluxos arrastados pela válvula de entrada passam pelo sistema, deixando partículas de poeira ou fuligem na superfície do filtro de base tecida ou não tecida.

No esquema acima, é mostrada claramente a estrutura do filtro de mangas e a direção da passagem dos fluxos de ar poluído e purificado pelo sistema de purificação de ar.

O filtro pode ser único, porém os conjuntos com bateria de mangas são mais eficazes, pois limpam o ar com mais eficiência. Após a manga, o ar processado é liberado através da válvula de saída, equipada com automação para regulação de pressão.

Na prática, a estrutura realiza três tarefas principais:

• limpa qualitativamente a mistura gás-ar dos poluentes;
• garante a uniformidade da carga de poeira;
• regula a quantidade de ar que entra para filtração.

A separação de partículas finas presentes no ar residual permite garantir a devida pureza do fluxo emitido. As suspensões indesejadas são retidas de forma segura dentro da manga, que se limpa automaticamente durante a fase de regeneração.

Principais tipos de mangas filtrantes

A escolha do filtro de mangas adequado baseia-se nas características da produção e na natureza da poeira produzida em seu processo. Os principais critérios a serem considerados ao selecionar este equipamento são a capacidade da instalação e a profundidade da limpeza do ar de entrada. Os demais parâmetros são individuais: o grau de importância depende das condições de produção.

Por exemplo, a escolha do material do qual o filtro é feito depende totalmente das características dos poluentes em pó que surgem durante a produção.

Nº1: Diferença quanto ao desempenho do equipamento

Os filtros de mangas são divididos em dois tipos principais: redondos e planos. O primeiro tipo é projetado para operação em empresas com grande carga de poeira e é capaz de passar e limpar volumes de ar bastante significativos: mais de 100 mil m³ por hora.

No entanto, a operação de equipamentos tão produtivos requer o fornecimento adicional de ar comprimido ao sistema. Os volumes de fluxo podem atingir 4000 litros por minuto.

As mangas planas têm um desempenho mais modesto, mas também têm uma construção mais compacta. Esses sistemas de limpeza são adequados para oficinas com baixa carga de poeira.

Nº2: Classificação quanto ao tipo de instalação das mangas

Quanto ao tipo de instalação, os sistemas com filtros de mangas podem ser verticais ou horizontais. Estes últimos permanecem mais eficientes, pois permitem a passagem de uma maior quantidade de ar ou gás.

O próprio caminho do fluxo através da manga é bastante longo, portanto os poros do material do filtro capturam mais poluentes.

As mangas também se diferenciam pela forma: elipsoidais, cilíndricas, retangulares.

Nº3: Variedades quanto ao material de fabricação

A classificação e o princípio de funcionamento do filtro de mangas também são influenciados pelo material do elemento filtrante. Frequentemente ele é feito de tecido.

O material do qual o filtro de mangas é feito também influencia diretamente na resistência ao desgaste do equipamento. Alguns tipos de tecidos são menos propensos a rasgos e descompressão, o que permite substituições menos frequentes do filtro.

Isso pode ser tanto algodão ou lã naturais, quanto materiais sintéticos:

• poliéster;
• fibra de vidro;
• poliamida;
• meta-aramida;
• politetrafluoroetileno;
• poliacrilonitrila e etc.

A escolha do material da manga baseia-se no tipo de produção, nas características da mistura filtrada, na dispersão e propriedades da poeira, na agressividade do ambiente.

Recentemente, os filtros não tecidos com estrutura mais homogênea e microporosa têm se tornado especialmente populares, pois, graças à sua superfície fibrosa, retêm mais poluentes.

Nº4: Classificação quanto ao método de regeneração

O método de recuperação dos filtros pode ser considerado mais uma categoria de classificação desses dispositivos. A regeneração do conjunto de mangas é uma etapa importante da operação da estrutura, portanto, deve-se dar atenção especial a ela.

O método mais popular de regeneração de filtros de mangas é a purga por impulso, mostrada no esquema acima. No entanto, este método de limpeza não é adequado para todos os tipos de produção.

Na verdade, a regeneração representa um processo de limpeza da manga da sujeira acumulada.

O procedimento pode ser realizado por vários métodos, cuja escolha depende da natureza do pó:

1. Limpeza por vibração, durante a qual a manga ou a bateria de mangas são agitadas intensamente, após o que as partículas de sujeira caem em um compartimento especial para remoção posterior. Dele, o pó é removido por meio de um sistema de transporte de poeira: transportador helicoidal ou pneumático, tambor giratório, corrente de raspagem, comporta de guilhotina ou fechamento de válvula.
2. Purga por impulso ou limpeza pneumática. O filtro é submetido a purga por impulso ou limpeza pneumática por meio de um fluxo de ar reverso, que expulsa as micropartículas dos poros.
3. Limpeza combinada. A bateria ou a manga individual são submetidas a uma limpeza combinada, durante a qual o filtro é agitado e exposto a fluxos de ar limpo.

A limpeza por vibração pode ocorrer não apenas automaticamente: o processo de regeneração às vezes é realizado manualmente por meio de uma alça especial e é chamado de limpeza mecânica da manga.

Mas, na maioria das vezes, o processo de regeneração é realizado automaticamente graças ao trabalho dos sensores de sujeira, que reagem à quantidade de detritos coletados e determinam a pressão e a capacidade de passagem da manga. Se a pressão na saída da estrutura cair, o sensor inicia o processo de purga ou o mecanismo de agitação.

A regeneração é sistemática e permite prolongar significativamente a vida útil do filtro de mangas. Em média, o tempo de uso do elemento filtrante pode chegar a três anos.

Com baixa carga de pó em condições de ambiente não agressivo em uma pequena área de produção, o funcionamento pleno do filtro de mangas pode chegar a cinco anos, após os quais será necessária sua substituição programada.

Particularidades da substituição do filtro de mangas

Assim como a instalação, a substituição dos filtros que se tornaram inutilizáveis é realizada com base na documentação do projeto e nas condições em que o dispositivo de limpeza opera.

São considerados vários fatores-chave:

• carga de pó;
• dispersão do pó e suas qualidades;
• características do ambiente de trabalho;
• desempenho do próprio filtro;
• local de montagem;
• profundidade de limpeza da mistura, etc.

Se apenas uma manga na bateria falhar, é possível isolar seu funcionamento sem substituição. Para isso, o filtro é obstruído ao nível da placa tubular. Não é necessário remover o tubo de purga ou a estrutura.

A substituição do filtro de manga é realizada após seu desgaste total ou redução da eficiência de regeneração. Se surgirem furos no material, a substituição pode ocorrer muito antes do prazo previsto.

Se o conjunto exigir substituição completa, é necessário executar as seguintes etapas:

1. Feche as comportas na entrada e saída do compartimento, se isso estiver previsto pelas características construtivas do sistema.
2. Através da janela de inspeção, remova o tubo de purga que leva à manga ou à bateria a ser substituída.
3. Remova o suporte da manga.
4. Remova a manga da estrutura. Ela pode ser levantada pela grade de tubos ou descartada no funil de pó. No último caso, o filtro precisará ser removido do compartimento através da janela de inspeção.
5. Instale a nova manga na ordem inversa. Após a conexão, fixe o suporte e conecte o tubo de purga.

Após as atividades de substituição, é necessário realizar um teste de partida do equipamento para verificar seu funcionamento.

É melhor confiar a substituição a uma empresa especializada, cujos funcionários possuam habilidades e experiência na remoção e instalação de filtros de manga.

Em nosso site, também há um artigo com instruções detalhadas sobre a substituição do filtro na ventilação de insuflação.

Vantagens e desvantagens dos dispositivos

Como qualquer outro equipamento e sistema de purificação, por exemplo, aspiração, o filtro de manga tem suas próprias características operacionais, durante as quais são reveladas as vantagens e desvantagens típicas do sistema.

As vantagens desse tipo de conjunto são significativamente maiores do que as desvantagens, por isso os filtros de manga são amplamente utilizados em várias áreas de produção.

A instalação de um sistema de ventilação com filtro de manga não se aplica apenas à produção em grande escala e complexa, por exemplo, na indústria metalúrgica. Esse sistema de filtragem de ar também é adequado para pequenas oficinas de produção de móveis, pavers e outros.

As vantagens inegáveis dos filtros de manga incluem as seguintes características:

1. O projeto é universal, portanto, integra-se facilmente em sistemas de ventilação e purificação de diferentes setores produtivos.
2. O conjunto com filtro de manga é facilmente incorporado em uma linha tecnológica e exige pouco espaço para sua instalação.
3. O grau de purificação da mistura gás-ar atinge 90-99%, o que é um indicador extremamente alto para um sistema de limpeza a seco.
4. A filtragem ocorre de forma igualmente eficaz tanto em temperaturas extremamente baixas quanto em ambientes aquecidos.
5. O controle do conjunto é muito simples e pode ser totalmente automatizado.
6. A substituição programada dos filtros de manga usados é realizada a cada dois ou três anos.

Além das vantagens, o filtro de manga também possui pequenas desvantagens. A principal delas é a necessidade de fornecimento de ar comprimido para filtração de volumes de ar superiores a 150 m³ por hora.

Para certos tipos de produção ou condições operacionais agressivas, podem ser necessários filtros feitos de materiais caros, como fibra de vidro ou meta-aramida, que são mais resistentes ao desgaste.

No sistema de ventilação, também são utilizados outros tipos de filtros. Falamos mais sobre sistemas de filtragem de ar e carvão no próximo material.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

A estrutura e o princípio de funcionamento de um sistema de limpeza com filtro de mangas são mostrados claramente no vídeo abaixo:

O processo de teste das mangas e o mecanismo de limpeza dos filtros foram demonstrados pelo fabricante do equipamento de limpeza:

O filtro de mangas é uma das maneiras mais simples e eficazes de limpeza a seco do ar contra poeira de várias origens. O sistema universal pode ser integrado com sucesso em quase qualquer processo tecnológico durante o qual grandes volumes de meio filtrante são gerados, exigindo a remoção máxima de suspensões indesejadas. As mangas são bastante simples de substituir, não requerem manutenção complexa ou cara. Portanto, os proprietários de instalações de produção devem definitivamente considerar esse tipo de purificação do ar de exaustão.

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