MATERIALES FILTRANTES.

TEMAS A DESARROLLAR

CONCEPTOS BÁSICOS

TIPOS DE TELA FILTRANTE Y SU CLASIFICACIÓN

APLICACIONES EN LA INDUSTRIA

LIMITACIONES EN SU USO

COSTO ESTIMADO SEGÚN EL TIPO

CONCLUSIONES

CONCEPTOS BASICOS

FILTROS TIPO MANGA: elemento filtrante instalado en el colector de polvos, de cuerpo comúnmente cilíndrico abierta por un lado y cerrado por el otro.

TELA FILTRANTE: barrera permeable por la cual se hace pasar una corriente de gas que contiene material particulado. por ser las partículas de material mucho más grandes que las moléculas de gas, estas quedan atrapadas en la superficie de la membrana permitiendo únicamente el paso de las moléculas del gas.

CLASIFICACIÓN POR LA NATURALEZA DE LA FIBRA DE LA TELA.

Las primeras fibras fueron fabricadas de productos naturales (algodón, lana),tienen la desventaja que trabajan a temperaturas menor de 100 centígrados.

Las fibras sintéticas son muy usadas actualmente por su mayor resistencia a las altas temperaturas y al ataque químico.

CLASIFICACIÓN POR TIPO DE COSNTRUCCIÓN

POR TIPO DE CONSTRUCCIÓN1- Tejida2- No tejida

2.1- Tipo fieltro2.2- Tipo membrana

Tejida. Esta construida con un patrón de tejido de las fibras repetitivo definido (con equipo similar con el que se fabrica las telas). Es usado comúnmente en filtros de manga que están sometidos a sistemas de limpieza de baja energía (limpieza mecánica, limpieza con aire reversa)

No tejida. Esta construida sin ningún patrón definido, la unión de las fibras se hace por medios mecánicos, térmicos o químicos. Es usado en los filtros tipo manga que se limpian con sistema pulse-jet.

POR TIPO DE CONSTRUCCIÓN

FIELTRO. Altamente resistente a los esfuerzos mecánicos producidos por sistemas de limpieza tipo pulse-jet, sus fibras se unen por proceso mecánico

MEMBRANA. Desarrollada especialmente para lograr altas eficiencias en las capturas de partículas y para mantener los flujos de filtrado en gases y partículas con alta humedad, su proceso de fabricación es térmico en su gran mayoría

POR EL TIPO DE SISTEMA DE LIMPIEZA

Filtros para sistema de limpieza pulse-jet

Filtros para sistema de limpieza mecánica

Filtros para sistema de filtrado aire reversa

VARIABLES PARA DEFINIR TELA A UTILIZAR

Existen variables en los sistemas que deben de tomarse en cuenta cuando se decide que tela utilizar, entre las más importantes están: 1- Temperatura.2- Nivel de humedad3- Tamaño de partícula4- Químicos en el flujo de gas a filtrar5- Materiales abrasivos6- Relación aire tela

PROCESOS VARIOS CON HUMEDAD

1. Procesos de secado; secadores, clasificadoras, mezcladores, (temperatura, vapor de agua, partículas del material a secar)

2. Procesos con partículas de material higroscópico,

3. Fabricación de textiles4. Fabricación de harinas

TAMAÑO DE PARTÍCULA

1. Procesos donde el tamaño de partícula tiene una distribución angosta (partículas muy similares en tamaño)

2. Procesos con una distribución de partículas ancha

3. Procesos con material que se aglomera fácilmente

PROCESOS CON QUÍMICOS

1. Procesos donde se procesan metales (fundido, afinado)

2. Procesos de cromado, galvanizado, cobrizado

3. Procesos que incluyen los gases de combustión especialmente los incineradores

4. Producción de asfaltos5. Procesos que involucran madera con

resina.

PROCESOS CON MATERIAL ABRASIVO

1. Procesos de minería2. Producción de herramientas3. Producción de asfaltos4. cementeras

RELACIÓN AIRE TELA

Hay procesos donde el sistema necesita una relación aire tela en particular (alta o baja); esto define también el tipo de tela filtrante a utilizar

Ejemplo: una relación aire tela de 6:1 posiblemente necesite una tela que pueda ser utilizada en un sistema con limpieza pulse-jet (que soporte la presión alta del aire comprimido de limpieza, una tela de alto gramaje y no tejida)

CUADRO DE LAS TELAS MÁS COMUNES

CUADRO DE LAS TELAS MÁS COMUNES

CUADRO DE LAS TELAS MÁS COMUNES

POLYESTER

POLYESTER FILTER MEDIA

Material versátil que mas se usa en la industria de la filtración de polvo , es muy fuerte y resistente a la abrasión, débil en presencia de humedad pues tiende a hidrolizarse, la humedad debilita las fibras las regresa a la base que las constituye las machaca y el material pierde su fuerza

En aplicaciones de temperaturas moderadas y gases secos puede usarse en industrias: Fertilizantes, Plomo, Granos y semillas, Cemento, Madera, Proceso de metales, Cerámicas, fundiciones, Tabaco, Harinas , Leche en polvo, Canteras, Minerías, azucar y Pulidos.

Puede ser usado en condiciones húmedas con acabados en oleopbobic o membranas de recubrimiento

Polyester puede formar estática porque no la disipa, en aplicaciones donde el polvo puede ser explosivo, fibras conductivas pueden ser adheridas para reducir este riego de explosiones.

Polyester es flameado (singed) termo fijado para modificar sus propiedades de permeabilidad

Polypropyleno (PP)

PP es una fibra que se utiliza especialmente para trabajo en bajas temperaturas (Máxima de 90 centígrados)

Su excelente resistencia química hace del pp un

material perfecto para la industriaQuímica y farmacéutica

El PP no se hidroliza, pero es susceptible a agentes oxidantes

El pp tiende a formar estática, para disiparla se recomienda alambre de conductividad, o combinación de scrim y alambre de conductividad.

PP es usado en las Industrias de Comida, Aceite, Químicos, Detergentes, liquidos y en la industria de Galvanoplastía.

Aramid Aramid, Mejor conocido como Nomex, fue introducido por DuPont.

La forma de las fibras de este material no es circular, esta forma no circular ayuda a que expanda su superficie de fibras por metro cuadrado de felt. Incrementando su capacidad de atrapar el polvo, reduciendo las emisiones.

Aramid trabaja en filtración seca a mayores temperaturas que otras fibras.

(máxima de 220 grados Centígrados) 400 Farh.

Aramid es susceptible a Hidrólisis , en operaciones donde hay humedad por vapor condensado el agua quiebra la composición química de las fibras que lo componen , reduce su fuerza y convierte sus fibras en polvo.

Aplicaciones donde se usa Aramid, Asfalto, Canteras de Cal, fundiciones, Cemento. Fundiciones, Yeso, y Químicos

En problemas asociados con la electricidad estática, es común el uso de fibras de acero inoxidable debido a las temperaturas y condiciones quimicas que pueden estar presentes en el proceso.

Sus fibras son estabilizadas con proceso de calor (singed) para reducir su aspereza, ayudar a la permeabilidad y mejorar el desprendimiento de la torta de filtración.

PPS

PPS es un material termoplástico, con fibras de excelente resistencia a la hidrólisis su uso es frecuente donde la humedad es problema

Su temperatura continua de trabajo en seco y en húmedo No debe pasar de 190 centígrados; pierde fuerza entre mas alta este la temperatura en la aplicación

Para que el PPS trabaje mejor El nivel de O2 en los gases debe ser bajo o la vida de la bolsas se reduce.

Las fibras de PPS por su peso se distinguen por ser realmente cerca de 30%

azufre.

El PPS no se hidroliza, hay tratamientos de impregnación por baño para prevenir exposición a aceites que se impregnen a la superficie de la bolsa

PPS se usa en generación eléctrica, Procesos de

combustión , Incineradores, Secadores, fundiciones y plantas de acero

Acrylic Acrylic felt no es un material muy fuerte es por eso debe de

llevar maya soporte.

No se hidroliza, esta es su mejor característica, Pero en algunas aplicaciones donde existe la tendencia de humedad con aceite, se puede impregnar de algunos líquidos repelentes a el agua y a el aceite para evitar que el polvo se adhiera a la bolsa .

El Acrylic tiene tendencia en algunas operaciones en desarrollar estática

Su precio es menor que los PPS pero no debe de exceder la temperatura de trabajo seco o húmedo De 125 grados Centígrados

Acrylic Filter Media es usado en generación de electricidad, cemento, yeso, Incineradores, Fundiciones y asfalto

P84 Filter Media (polyimide)

P84 pinchado es excelente para usarlo en alta temperatura (máxima 240 centígrados); en términos de desempeño solo es superado por el PTFE

Tiene problema de hidrólisis especialmente a temperaturas elevadas si el contenido de humedad es muy alto.

Se carga de electricidad estática

P84 tiene fibras de forma compleja, la cual lo hace mas eficiente en la filtración En comparación con las fibras redondas de otros materiales. Se usa en filtración de polvo fino.

Since air comprises about 20.95% oxygen by volume, any

material with a limiting oxygen index less than this will burn easily in air. Conversely, the burning behaviour and tendency to propagate flame for a polymer with a limiting oxygen index greater than 20.95 will be reduced or even zero after removal of the igniting source. Self-sustaining combustion is not possible if LOI>100, such values are not physically meaningful.

Es usado en generación de electricidad, Metalúrgicas, Incineradores de basura, Incineración clínica, Yeso, Cemento y Cal

PTFE Y Tefair Filter MediaPTFE pinchado es el mejor de todas las fibras, es

usado en todos los procesos en combinación de químicos y procesos térmicos.

Es repelente a los líquidos, por tal razón la aplicación de membranas de PTFE a filtros de otros materiales es muy usada

PTFE tiene entre sus aplicaciones mas comunes

Incineradores, Combustión, Químicos y Carbón Black En aplicaciones especiales particularmente en

incineradores , fibras de PTFE con fibras de fibra de vidrio Producen TEFAIR, El resultado es un felt muy eficiente , la fricción entre el PTFE y la fibra de Vidrio producen cargas eléctricas por medio de triboelectricity que atraen partículas de polvo con carga eléctrica, El PTFE se hace de carga negativa y la fibra de vidrio se hace positiva, entonces atraen partículas de signo opuesto

PTFE es sensitivo a polvos alcalinos y en flurine gas, Temperatura Máxima de operación Seca es 270 centígrados.

COMO ESCOGER LA TELA FILTRANTE

1. Que tipo de limpieza tendrá el sistema2. Características de los gases a filtrar

EjemploProceso de producción del clinker (clinker cooler)

1- La limpieza de los filtros se hará por medio de un sistema pulse-jet

2- Características de los gases de salida:- Temperatura: 100 centígrados (212F)- Material particulado (puede dividirse en filtrable y condensable), materia prima, polvos de clinker, cenizas - Emisiones de SO2- emisiones de CO2- Emisiones de CO- Emisiones de NH3, VOC’s, HCLexisten productos alcalinos, importante a tomar en cuenta AP-42 Portlan cement manufacturing

COMO ESCOGER LA TELA FILTRANTE

COMO ESCOGER LA TELA FILTRANTE

Fiberglass500ºF525ºFNoYesFairGoodPoorGoodGood16oz -22oz.

Teflon/felt500ºF525ºFNoYesGoodGoodGoodGoodGood22oz -27oz.

COMO ESCOGER LA TELA FILTRANTE

ACABADOS EN TELAS FILTRANTES

COMPARATIVO COSTOS

El estimado de costo de las bolsas filtro es según el medio filtrante utilizado y tipo de filtro Usemos como ejemplo una medida común en un colector de polvo de Jet Pulse. 5.00” diámetro x 8 pies de largoPrecios estimados según materiales

Algunos precios son mas caros según el acabado que aplique a el medio filtrante según industria y aplicaciónEjemplos de acabados sonMembranas PTFE, Acrílicos, Silicón, Acido resistentes, Acabos para trabajo en aceite y agua oleophobicos etc.

POLIESTER PP HOPOLYMER ARAMID PPS P8414 F.VIDRIO 16oz 100% TEFLÓNX 1.4X 2X 2.3X 3.3X 5X 3.5X 12.7X

PROBLEMAS MAS COMUNES CON TELAS FILTRANTES

Humedad

Grasas y otros pegajosos

Mala aplicación del sistema

Dust cake mal hechoTaponamiento

Mal func. De sistema de limpieza

Mal diseño del colector

Tela filtrante mal escogida

Temperatura

PROBLEMAS MAS COMUNES CON TELAS FILTRANTES

Temperatura

Esfuerzos mecánicos

Ataque químico

Falla de fabricaciónRoturas

Fuego

Mal dimensionada

Mal manejo en la inst.

Excesiva presión de aire comprimido

CONCLUSIONES

Las telas filtrantes se han desarrollado fuertemente en los últimos años presentando más opciones para más industrias.

Debemos ser muy cuidadosos al seleccionar las telas filtrantes a utilizar en un proceso en particular

No debemos cambiar de tela filtrante sin un buen asesoramiento

Siempre debemos tener un buen análisis de los gases de salida y de la carga de polvo

Se debe realizar un buen diseño de todo el sistema para evitar dolores de cabeza futuros, especialmente en lo relacionado a los costos de mantto, cambio de equipos, de filtros etc.