Filtros de aire industriales
Filtros de bolsa y cartuchos para eliminación de polvo de aire durante el transporte neumático
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| 1. Introducción |
| 2. Diseño de filtros de eliminación de polvo |
| 3. Rendimiento de los filtros de eliminación de polvo |
| 4. Consideraciones importantes de diseño |
| 5. Seguridad de los filtros, prevención de explosiones de polvo |
| 6. Fabricantes de filtros de bolsa |
1. Introducción
Los filtros de eliminación de polvo deben posicionarse en los sistemas de manejo de polvo en cada lugar donde se deba realizar un intercambio de aire entre el proceso y el entorno. Los filtros de aire industriales permitirán :
- Evitar la contaminación del producto con polvo o cualquier otro material extraño cuando el aire se succiona del entorno
- Evitar la emisión de polvo al entorno cuando el aire necesita ser ventilado. Es necesario por razones legales pero también simplemente para permitir un ambiente de trabajo adecuado y seguro sin polvo.
Los filtros pueden ser pasivos (sin sistema de limpieza automática) o activos (con sistema de limpieza automática), dependiendo de su ubicación en el proceso así como del servicio para el que se utilizan.
Figura 1 : posiciones de los filtros en una línea típica de transporte neumático
En los procesos de manejo de sólidos a granel, las aplicaciones típicas son las siguientes :
- Transporte neumático filtros ubicados al inicio de la línea de transporte (para evitar que la contaminación ingrese al proceso) y al final, en filtros ciclónicos
- filtros de ventilación para realizar la eliminación de polvo del aire desplazado al llenar tolvas, por ejemplo
- En los colectores de polvo, por ejemplo en una proceso de secado por atomización, como las bolsas de filtro de eliminación de polvo industriales evitarán altos niveles de emisiones en la atmósfera y mejorarán la economía del proceso al reciclar el polvo capturado
- En las unidades de tratamiento de aire
2. Diseño de filtros de eliminación de polvo
Los filtros se producen comercialmente bajo la forma de filtros de bolsa, el material tiene aspecto de tela, o como cartuchos, el material aquí es más rígido. Los filtros muy pequeños pueden tener solo un filtro de bolsa o cartucho, pero la mayoría de las veces hay muchos filtros sostenidos por una carcasa (carcasa de filtro de bolsa).
Los filtros suelen alcanzar un alto grado de separación utilizando el producto mismo como medio filtrante. En efecto, el filtro retendrá el polvo que constituirá una capa fina sobre el filtro. Esta capa fina permite alcanzar un alto grado de filtración.
Figura 2 : principio de funcionamiento de un filtro de chorro pulsado
Sin embargo, permitir que esta capa de producto crezca demasiado provocará un bloqueo del aire y un aumento de la caída de presión del filtro. Por lo tanto, es necesario limpiar el filtro en intervalos regulares. Actualmente, dicha limpieza se realiza gracias a la inyección, en contracorriente, de un flujo de aire comprimido (o otro gas si el aire no está permitido). Estos filtros se denominan filtros de chorro pulsado. El soplo de gas hará que el producto acumulado en el filtro de bolsa o cartucho caiga de nuevo al receptor, lo que reducirá la caída de presión generada por el filtro. Otros diseños de sistemas de filtro de bolsa para reducir el tamaño del pastel de producto son los filtros agitados y los de flujo de aire inverso; sin embargo, esos procesos no pueden utilizarse de forma continua, es necesario detener el proceso, limpiar el filtro y reiniciarlo, razón por la cual los filtros de chorro pulsado se han vuelto muy populares.
Para realizar dicho contraflujó, es necesario contar con un flujo de aire fuerte (para poder hacer caer el material) pero breve (para no perturbar el proceso de transporte) a través del depósito de bolsas. Una botella de aire se instala muy cerca del filtro y una boquilla equipada con una válvula electro se instala para cada filtro del depósito de bolsas. Cuando el filtro necesita ser limpiado, las válvulas electro se abren y la botella descarga el aire. La presión habitual de la botella está en el rango de 3-4 barg.
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3. Rendimiento de los filtros de eliminación de polvo
¿Cómo calcular el tamaño de los filtros ?
El parámetro clave de rendimiento a estimar para dimensionar correctamente un filtro es la caída de presión que ocurrirá a través del filtro. Debe señalarse que la caída de presión está compuesta realmente por la caída de presión a través de la tela del filtro (que depende de la eficiencia del filtro) + la caída de presión a través del pastel de producto que se ha depositado sobre el filtro.
Esta caída de presión es en realidad una función de la velocidad de filtración que suele expresarse en m/s. Si la caída de presión es demasiado alta, es necesario añadir filtros de bolsa, ya que al aumentar la superficie, la velocidad de filtración disminuye y reduce la caída de presión. Velocidades típicas de filtración para filtros equipados con contraflujó (de chorro pulsado) es de 0.01 a 0.075 m/s.
Este orden de magnitud permite calcular el área de filtración. Por ejemplo, si usted opera una línea de 500 m"3/h línea de transporte con un receptor equipado con filtro de chorro pulsado, puede estimar la necesidad de área de filtración como A=500(m"3/h)=3.5m
2 Además de la velocidad de filtración (también llamada relación aire :relación aire-tela ), se deben calcular otras 2 velocidades :
Velocidad intersticial de los filtros : es la velocidad ascendente del gas entre los filtros de bolsa. Se calcula dividiendo el flujo de aire en m3/h por (el área transversal de la caja del filtro menos - el área de la bolsa = área abierta entre las bolsas). Debe ser típicamente inferior a 1,5 m/s (o 300 ft/min). Es importante que la velocidad intersticial no sea demasiado alta, ya que de lo contrario el polvo que cae de las bolsas durante un ciclo de limpieza no caerá en la tolva sino que será arrastrado directamente de vuelta al filtro. Tenga en cuenta que a veces la velocidad intersticial se confunde con la velocidad de la lata.
Velocidad de la lata de los filtros : es la velocidad ascendente del gas justo antes los filtros de bolsa. Por lo tanto es menor que la velocidad intersticial. Se calcula dividiendo el flujo de aire en m3/h por el área transversal de la caja del filtro. La velocidad, como velocidad intersticial, no debe ser demasiado alta para evitar que el polvo limpiado de la bolsa sea inmediatamente recogido por el aire que sube hacia arriba.
En la práctica es necesario solicitar a una empresa especializada en filtración o transporte neumático para dimensionar el filtro, pero el sencillo orden de magnitud anterior es útil para verificar un diseño existente o una propuesta.
4. Consideraciones importantes de diseño
El contraflujado del filtro puede considerarse basado tanto en la caída de presión como en un temporizador. Incluso si se basa en el temporizador, es prudente considerar un manómetro de diferencia de presión para evaluar el estado del filtro.
Los filtros pueden ser una fuente de contaminación ya que parte del producto puede volver al flujo de producto durante el proceso de limpieza: para productos sensibles, debe utilizarse un juego distinto de bolsas. En este caso, el diseño de las cajas de filtro debe permitir un buen acceso y un cambio rápido de los filtros de bolsa.
5. Seguridad de los filtros : explosión de polvo prevención
Los filtros han sido en el pasado la fuente de varias explosiones de polvo, especialmente cuando ellos se utilizan en el transporte neumático. Los filtros pueden acumular efectivamente electricidad estática debido al flujo de aire y material, si no han sido correctamente puestos a tierra, esto electricidad estática se descargará de vez en cuando, desde el filtro hasta otra pieza del equipo, típicamente el bastidor sobre el cual se ensambla el medio filtrante. Se crea una chispa durante la descarga y si una nube de polvo dentro de sus límites de concentración explosiva está presente, puede ocurrir una explosión.
Para prevenir dicho riesgo, el filtro y su soporte deben estar certificados para su uso en áreas donde esté presente polvo (zona ATEX en la normativa europea). El bastidor que soporta el medio filtrante debe estar puesto a tierra y la bolsa del filtro o el cartucho deben ser conductores, en cuyo caso deberá instalarse un cable de puesta a tierra, o tener baja tensión de ruptura y estar garantizados para su uso en atmósfera explosiva de polvo. Debe garantizarse la continuidad eléctrica.
Es un requisito de seguridad evaluar la zonificación de explosión de polvo en la cual el filtro operará, seleccionar un equipo certificado para esta zona, y asegurar mediante un mantenimiento estricto que el sistema se mantenga con el tiempo conforme a los requisitos del fabricante (especialmente que todos los cables de puesta a tierra estén conectados, que el medio filtrante sea el mismo que el diseñado).
6. Fabricantes de filtros de bolsa
Los filtros, o cartuchos, ahora desempeñan un papel clave para garantizar el cumplimiento de un operador de fábrica en cuanto a emisiones de polvo, contención del producto y seguridad frente a explosiones de polvo. La elección de un fabricante de buena reputación es, por tanto, crítica. Comprar filtros baratos de una empresa desconocida puede tener consecuencias muy costosas si el medio filtrante se rompe, si la eficiencia de filtración no es la esperada o si la caída de presión es mayor que el diseño (impacto en el rendimiento).
Siempre se debe contactar a proveedores con varios años de experiencia, entrevistarlos, hacer preguntas utilizando la información de esta página y contratar al fabricante que ofrezca la mejor relación conocimiento / precio.