Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissACMR.pdf: 2186431 bytes, checksum: f8e0d1c02533f24eb6a4a0c25a013cc5 (MD5) Previous issue date: 2004-06-15 / The purpose of this work is to evaluate and to compare, in the processes of cake formation and remotion in the gases filtration with Bag Filters, the behavior of a filter made of natural fibers fabric with other made of synthetic fibers. The fabrics compared were a woven cotton with granite texture of 0.735 kg/m² and a non woven polypropylene of 0.600 kg/m². The experimental apparatus consisted of a circular filter with 0.023 m² in area, a powder feeder with controlled powder flow rate and humidity, linked with a microcomputer and a system to collect de data. The particle material was a phosphatic concentrated of density 2.79 x 10³ kg/m³ with mean particle diameter of 4.55 x 10-6 m. In the realization of this work, they were accomplished filtering procedures of the particle material in samples of the mentioned fabrics and cake remotion procedures with reverse air flow procedure, in order to determine the cake removing tension by the method proposed by Seville et al. (1989), also being evaluated other filtration and remotion aspects and data. In order to compare e evaluated the behavior of the fabrics in job conditions, they were also accomplished successive filtration and cleaning cycles in both fabrics until they become particle material saturated. During filtration four gas velocities were employed (4.5; 6.0; 7.5 and 9.0 cm/s), the flow rate was adjusted to 2.0 x 10-5 kg/s (11% of the feeder total velocity) and three maximum pressure drops across the filter were employed (300 mmH2O, 400 mmH2O and 500 mmH2O). In the cleaning steps six cleaning gas velocities were employed (1.6 cm/s; 3.0 cm/s; 9.0 cm/s; 12.0 cm/s; 15.0 cm/s and 18.0 cm/s). In the successive filtration and cleaning cycles they were employed gas filtration velocity of 6.0 cm/s, filtration final pressure drop of 400 mmH2O and gas cleaning velocity of 18.0 cm/s. The polypropylene fabric has taken more cycles to be saturated with the powder in the filtration and cleaning cycles and presented a greater cleaning degree in the cleaning processes, 77% in average, than the cotton that presented 39% of cake removal in average. The polypropylene fabric porosity was found to be greather than the cotton fabric ones. The cake-fabric adhesion force per unit of area has increased with the increase of the filtration gas velocity for both clothes, being remarkable that the polypropylene fabric has presented greather values than the cotton fabric, especially for the cakes formed with filtration gas velocities of 6.0 and 7.5 cm/s. It was also observed that the cake plaques, removed in the cleaning procedures, have increased in size with the increase of the cake removed portion and with the cake mass per unit of area for both studied fabrics. / O objetivo deste trabalho é avaliar e comparar, no processo de formação e de remoção de tortas de filtração de gases em Filtros de Manga, o comportamento de um meio filtrante constituído de tecido entrelaçado, de fibras naturais, com outro constituído de tecido não entrelaçado, de fibras sintéticas. Os tecidos estudados foram algodão, constituído de fibras naturais, com textura granite e de gramatura 0,735 kg/m² e feltro agulhado de polipropileno, constituído de fibras sintéticas não entrelaçadas e de gramatura 0,600 kg/m². A célula experimental era constituída por um filtro circular de área livre para filtração de 0,023 m², um alimentador de pó com a vazão mássica e umidade controladas, um microcomputador e um sistema para controle e aquisição de dados. O material pulverulento utilizado foi um concentrado fosfático de densidade 2,79 x 10³ kg/m³ cujo diâmetro médio de partícula era de 4,55 x 10-6 m. Na realização deste trabalho, foram efetuadas filtrações do material pulverulento em amostras dos tecidos citados e remoção das tortas formadas pelo processo de fluxo de ar reverso, para obtenção das tensões de remoção das tortas pelo método proposto por Seville et al. (1989) . Foram ainda realizados ciclos sucessivos de filtração e limpeza em ambos os tecidos até a sua saturação, a fim de se avaliar e comparar o comportamento dos tecidos numa situação típica de trabalho, em que o tecido de polipropileno levou mais ciclos para saturar do que o algodão. Nos procedimentos de filtração foram utilizadas quatro velocidades de gás (4,5 ; 6,0 ; 7,5 e 9,0 cm/s ), vazão mássica de pó ajustada para 2,0 x 10-5 kg/s. (11% da rotação do prato de alimentação) e três quedas finais de pressão de filtração (300; 400 e 500 mmH2O). Nos procedimentos de remoção por fluxo de ar reverso foram utilizadas seis velocidades de gás (1,6 ; 3,0 ; 9,0 ; 12,0 ; 15,0 e 18,0 cm/s). Nos ciclos sucessivos de filtração e limpeza foi utilizada velocidade de filtração de 6,0 cm/s, queda de pressão final de filtração de 400 mmH2O e velocidade de limpeza de 18,0 cm/s. Nos processos de remoção, o tecido de polipropileno apresentou maior grau de limpeza das tortas, em média 77 %, comparado com o algodão que apresentou frações removidas em média de 39%. O tecido de polipropileno também apresentou maior porosidade do que o tecido de algodão. A tensão de remoção das tortas dos tecidos aumentou com o aumento da velocidade de filtração para ambos os tecidos, sendo que o tecido de polipropileno apresentou tensões de remoção maiores que as apresentadas pelo tecido algodão, notadamente para as tortas obtidas com velocidades de filtração de 6,0 e 7,5 cm/s. Como constatação secundária, observou-se que o tamanho das placas de torta, removidas nos procedimentos de limpeza dos tecidos, aumentou com o aumento da fração de torta removida para ambos os tecidos estudados.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-30T17:56:23Z No. of bitstreams: 1 DissFMO.pdf: 2016401 bytes, checksum: 6866947ec8d256db2aefd27468b572ce (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T17:30:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissFMO.pdf: 2016401 bytes, checksum: 6866947ec8d256db2aefd27468b572ce (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T17:30:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissFMO.pdf: 2016401 bytes, checksum: 6866947ec8d256db2aefd27468b572ce (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T17:30:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissFMO.pdf: 2016401 bytes, checksum: 6866947ec8d256db2aefd27468b572ce (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Nowadays the control of industrial pollution is essential. Through filtering, you can remove the suspended solids in gases. It has been need for more efficient methods for gas filtration in order to reduce waste generation and decrease energy consumption. In this study was proposed to investigate the behavior of the particulate matter, cement and the influence of particle size in formation of gas dust cake, with and without eletrostatic charged. The filter in order to determine aspects were analyzed and compare their characteristics after filtration, defining which one operationally more suitable for this process. In this investigation the study aims optimize the filtration operation. In order to obtain a greater retention of particulates. In this sense, fabric filter were analyzed, glass and polypropylene filter, while gas filtration. Cement was used as particulate material with grain sizes 8, 14 and 20μm, the corona chargering was added in the filtration of gas during the formation of dust cake. The tests were conduction in an attempt to understand this effect the electrostatic charge, improve and increase the service life of the filter media. Was necessary to adapt it to the equipment one system gas filtration, localized in Department of Chemical Engineering (DEQ) of Federal University of São Carlos (UFSCar), for receive the corona charged. The experiment was conducted from voltage of 0 to -2 kV test with a filtration rate of 10 cm/s, and the mass flow of 9 mg/s. With the tests done, it possible show that, with the application the corona chargering the dust cake changes. It can be that the particle size directly affects the filtration efficiency and the load, can increase the efficiency the collect to particulate and decrease pressure drop during filtration of gases. / Atualmente o controle da poluição industrial é essencial. Através da filtração, é possível remover os sólidos suspensos nos gases. Tem-se então a necessidade de métodos eficientes para filtração de gases a fim de reduzir a geração de resíduos e diminuir o consumo de energia. O presente estudo objetivou investigar o comportamento do material particulado, cimento e a influência do seu tamanho de partícula na formação da torta de filtração de gases, com e sem carregamento eletrostático. Foram analisados os aspectos do filtro com intuito de determinar e comparar suas características após as filtrações, definindo qual delas será mais adequada operacionalmente para este processo. Além destas investigações o estudo busca otimizar a operação de filtração. Para que se possa obter uma maior retenção de particulados. Neste sentido, foram analisados filtros de tecidos, de fibra de vidro e polipropileno, durante a filtração de gases. Utilizou-se o cimento como material particulado, com granulometrias de 8, 14 e 20μm, o carregamento corona foi adicionado na filtração durante a formação da torta de filtração. Os testes foram realizados na tentativa de compreender esses efeitos causados a partir de cargas eletrostáticas, objetivando melhorar e aumentar o tempo de vida útil dos meios filtrantes. Para isso adaptou-se um sistema de filtração de gases, existente no Departamento de Engenharia Química (DEQ) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), para receber um carregador corona. Posteriormente determinou-se o ponto ótimo de operação a uma vazão mássica de 9 mg/s e velocidade de filtração de 10 cm/s, variando-se a tensão da unidade entre 0, e -2,0 kV. Através dos ensaios realizados foi possível observar que, com a aplicação da corrente corona, ocorreu uma alteração na formação da torta de filtração. Pode-se dizer que o tamanho da partícula afeta diretamente a eficiência da filtração e que a carga, pode aumentar a eficiência de coleta das partículas e diminuir a perda de carga durante a filtração de gases.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3602.pdf: 6626298 bytes, checksum: 37082215cbad7185dd94995afede1d94 (MD5) Previous issue date: 2010-03-31 / Universidade Federal de Sao Carlos / A study on the compressibility of gas filtration cakes through their porosity investigation is presented in this work. The experimental unit consisted of a circular filter with a filtration area of 249 cm2 and a data acquisition system; mass flow rate and relative air humidity were controlled. The filter media used were a polyester felt (weighing 600 g/cm2) and an acrylic felt (weighing 550 g/cm2). A phosphate concentrate phosphate (ρp = 3.20 g/cm3 and dSt = 5.6 μm) and a magnesium silicate (talc) (ρp = 3.09 g/cm3 and dSt = 2.5 μm) were used as powder materials. Superficial filtration velocity was kept constant at 10 cm/s during phosphate concentrate filtration trials and five maximum pressure drops were set (100, 300, 600, 900 and 1200 mmH2O) at constant mass flow rate. Superficial filtration velocity was kept constant at 10 cm/s during talc filtration trials and four maximum pressure drops were set (300, 600, 900 and 1200 mmH2O) at constant mass flow rate. Trials at different filtration velocities (7.5 cm/s, 10 cm/s, 12.5 cm/s and 15.0 cm/s) were also performed. Initially, porosity data as a function of pressure drop per time were obtained. Each cake underwent a process to acquire the necessary resistance to be cut and embedded and then analyzed by a Scanning Electron Microscope. The obtained images were treated and analyzed in an image analyzing software which provided cakes porosity values. Afterwards, the influence of gas superficial velocity on average porosity was evaluated for cakes formed by talc powder. The porosity values obtained with the SEM images were compared to those obtained with equations found in the literature. A difference of 20 to 48% between experimental average porosity and estimated porosity was found for the phosphate concentrate cakes and of less than 13% for the talc cakes obtained at constant velocity. The average porosity values found for talc cakes were higher than those found for phosphate concentrate cakes, which was probably due to the fact that talc particles shape is extremely different from the spherical shape. A compressibility behavior for cakes of the two materials was possible to be observed. Talc cake porosity decreased with the increase of superficial filtration velocity. / Nesse trabalho apresenta-se um estudo da compressibilidade de tortas de filtração de gases através da investigação de sua porosidade. A unidade experimental consistiu de um filtro circular com área livre de filtração de 249 cm2, com vazão mássica e umidade relativa do ar controladas e um sistema de aquisição de dados. Os meios filtrantes utilizados foram um feltro de poliéster (gramatura 600 g/cm2) e um de acrílico (gramatura 550 g/cm2). Os materiais pulverulentos usados foram um concentrado fosfático (ρp = 3.20 g/cm3 e dSt = 5,6 μm) e um silicato de magnésio (talco) (ρp = 3,09 g/cm3 e dSt = 2,5 μm). Para os ensaios de filtração com a rocha fosfática foi fixada a velocidade superficial de filtração em 10 cm/s e cinco quedas de pressão máximas (100, 300, 600, 900 e 1200 mmH2O) à vazão mássica constante. Para os ensaios de filtração com o talco foi fixada a velocidade em 10 cm/s e quatro quedas de pressão máximas (300, 600, 900 e 1200 mmH2O) à vazão mássica constante. Também foram realizados ensaios para o talco a diferentes velocidades (7,5 cm/s, 10 cm/s, 12,5 cm/s e 15,0 cm/s). Inicialmente, obtiveram-se dados experimentais de porosidade em função da queda de pressão por tempo de filtração. Cada torta obtida passou por um tratamento para adquirir resistência necessária e ser analisada em um Microscópio Eletrônico de Varredura. As imagens obtidas foram tratadas e analisadas em um programa de análise de imagem fornecendo o valor da porosidade da torta. Posteriormente, analisou-se a influência da velocidade superficial de filtração na porosidade média de tortas de filtração formadas pelo talco. Compararam-se os valores de porosidade obtidos pelas imagens geradas no MEV com os obtidos por equações da literatura. Encontrou-se uma diferença de 20 a 48% entre os valores de porosidade média experimental e estimada para as tortas de rocha fosfática e de menos de 13% para o talco a velocidade constante. Os valores de porosidade média encontrados para o talco foram maiores que os encontrados para a rocha, provavelmente devido ao fato de que o formato das partículas de talco se distancia muito do formato esférico. Foi possível detectar um comportamento de compressibilidade para as tortas dos dois materiais. A porosidade das tortas de talco tendeu a diminuir com o aumento da velocidade superficial de filtração.