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Filtração de gases: estudo da deposição de diferentes tortas de filtração em diferentes meios filtrantes.

Rodrigues, Karina Bassan 19 June 2006 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseKBR.pdf: 7513836 bytes, checksum: 50d8fdf3167d96c8e61b387ff0b23cc7 (MD5) Previous issue date: 2006-06-19 / Universidade Federal de Sao Carlos / The particle retention inside a filter medium, after cleaning, significantly improves the initial pressure drop during the subsequent cycle, that is, the residual pressure drop. However, the way as these particles accommodate inside the filter isn t still very clear, as well as, its impact on filtering performance. This work aims to verify the spatial disposal of different particles inside filtration media with different properties, in order to study the penetration depth, after cleaning, as well as the particle size variations from the cake-filter interface to the filtration bulk. Moreover, the objective of this research was to verify the relation between particle penetration behavior and other filtration characteristics for each fabric tested, like the development of residual pressure drop, retained and removed mass after cleaning, and removal efficiency. Three different kinds of powder materials were used for the experiments, varying particle size, granulometric distribution and particle shape: fine phosphoric rock dust, with an average Stokes diameter of 3.71 µm, irregular shape and wide granulometric distribution, coarse phosphoric rock dust, with an average Stokes diameter of 14.67 µm, irregular shape and wide granulometric distribution and tapioca flour, with average Stokes diameter of 8.67 µm, almost spherical shaped, and narrow granulometric distribution. It was observed, despite of the filter media heterogeneity, a particle accumulation in the upward layers of the fabric, decreasing as a function of depth. However, the penetration depth, amount of particles and particle diameter didn t vary according to the number of cycles. It was verified that, the polypropylene fabric, which has low values of permeability and porosity, presented lower particle retention values after cleaning, higher residual pressure drop and shorter filtration cycles, what could be associated with a superficial penetration, according to the microscopy tests carried out. The comparison made between treated and untreated polyester needle felts showed a greater retained mass in the untreated fabric, what resulted in a longer filtration cycle during the beginning of the process, making no difference when fine rock or tapioca flour were used. However, the filtration performance was significantly prejudiced during the following cycles, with higher residual pressure drop and lower particle efficiency removal, what turned the fabric less suitable than the other ones. The results showed that the material presenting narrower granulometric distribution and almost spherical shaped had more xiv homogeneous and long filtration cycles, despite of the greater values of retained mass and depth of penetration, what suggests the better accommodation of particles in the filter cake. The increase in the coarse rock particle diameter resulted in a deeper penetration and a greater retained mass, but similar residual pressure drop, with longer filtration cycles, what meant that the cake formed by greater particles offered better filtration conditions and less specific cake resistance. However, the penetration was deeper for the coarse rock, being the penetration intensity similar for the two rock diameters tested. The increase of maximum pressure drop resulted in a greater retained mass and a greater residual pressure drop. However, nothing could be assured about the total amount of particles collected from each analyzed layer, because the average values in each layer were comparable in magnitude. For a higher maximum pressure drop, the penetration was deeper, as well as the specific resistance of the filter cake, resulted from a greater filtration pressure. / A presença de partículas no interior do meio filtrante, após a limpeza, colabora significativamente para o aumento da perda de carga do ciclo subseqüente. A forma como estas partículas se acomodam, no entanto, não é ainda claramente conhecida, assim como seu impacto no desempenho dos meios filtrantes. Desta forma, este trabalho se propõe a verificar a disposição de diferentes partículas em meios filtrantes com diferentes propriedades, a fim de estudar a profundidade de penetração no interior dos filtros, após a limpeza, bem como a variação granulométrica ao longo do interior dos mesmos. Além disso, faz parte do escopo deste trabalho verificar a relação deste comportamento com as demais características da filtração de cada tecido, como o desenvolvimento da perda de carga residual, massa removida e retida no filtro após a limpeza, e eficiência de remoção. Para os experimentos empregou-se três diferentes materiais pulverulentos, com diferentes tamanhos e diferentes distribuições granulométricas e formas diferentes: a rocha fosfática fina, com diâmetro médio de Stokes de 3,71 µm e ampla distribuição, a rocha fosfática grossa, com diâmetro médio de Stokes de 14,67 µm e ampla distribuição e o polvilho doce, com diâmetro médio de Stokes de 8,67 µm, forma quase esférica e distribuição estreita. Observou-se, apesar da heterogeneidade do meio filtrante, que houve um acúmulo de partículas nas camadas superiores do tecido, que diminuía com a profundidade. No entanto, não houve tendência da profundidade de penetração nem do número e diâmetro das partículas variarem com o número de ciclos. Verificou-se que, para o tecido de polipropileno, com menor permeabilidade e porosidade, houve menor retenção de partículas após a limpeza, mas perda de carga residual superior e ciclos de filtração mais curtos, o que pôde ser associado a uma menor profundidade de penetração, através das microscopias realizadas. A comparação dos tecidos de poliéster tratado e não tratado evidenciaram a maior massa retida no tecido sem tratamento, resultando em um maior ciclo de filtração nos ciclos iniciais, tanto para a rocha fina quanto para o polvilho. No entanto, o desempenho foi significativamente prejudicado nos ciclos seguintes, de modo a tornar o tecido menos indicado que os demais, com perdas de carga residuais superiores e menores eficiências de remoção de partículas. Notou-se que o material com distribuição granulométrica mais estreita e com formato quase esférico apresentou ciclos de filtração mais homogêneos e longos, apesar dos maiores valores de massa retida, e maior profundidade de penetração, o que sugere que a torta formada possuída melhor acomodação de partículas. O aumento do diâmetro de partículas da rocha grossa resultou em maior profundidade de penetração e maior massa retida, mas em perda de carga residual semelhante, sendo que o período de filtração foi mais longo, o que significou que a torta constituída por partículas maiores ofereceu melhores condições de filtração e menor resistência específica. No entanto, a profundidade de penetração foi maior para a rocha grossa, sendo a intensidade desta penetração semelhando para os dois diâmetros. O aumento da perda de carga máxima admitida resultou em uma maior massa retida e maior perda de carga residual. No entanto, nada se pode afirmar a respeito do número total de partículas coletado por camada analisada, sendo que o valor médio em cada camada foi bastante próximo. Para a maior perda de carga máxima a profundidade de penetração também foi maior, assim como a resistência específica da torta, resultado da maior pressão de filtração.
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Influência das condições operacionais na formação e remoção de tortas de filtração de gases.

Tognetti, Érica Rodrigues 30 March 2007 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissERT.pdf: 4750422 bytes, checksum: b92f1de6c66e77c69c1b9cc0f98ae3f4 (MD5) Previous issue date: 2007-03-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / The present work aims to evaluate the influence of some operational variables on the filtration process and cake detachment, and also the patchy cleaning phenomenon. The studied conditions were maximum pressure drop, 20, 40 and 60 cmc.a., filtration velocity, 5 and 10 cm/s, cleaning velocity, 10 and 15 cm/s and thickness of the cake. Phosphoric rock dust with Stokes diameters of 4,5 µm was used as powder material. The filter medium used was acrylic, polyester and polypropylene needlefelt. To characterize the cleanness of the fabric, it was used the technique to take a photograph of the filter after each cycle of cleanness, getting images of the partial detachment of the cake. These images of cycles 1, 2, 3, 5 and 10 had been studied and analyzed through analytical software of images, the Image-Pro Plus. The efficiency of regeneration and the size of the regenerated areas of the filter had been analyzed. The results showed that the residual pressure drop was higher for thicker cakes. The higher cleaning velocity was not necessarily the one that offers better cake removal. Concerning the patchy cleaning phenomenon, total area removed did not present a defined behavior with the number of cycles. The results also showed that acrylic needlefelt is the best one to this process. This filter medium requires regeneration less frequently as it presents a lower pressure drop tax. As consequence the process is more economic and the filter medium can me used for longer periods of time. / O objetivo desse trabalho foi estudar a influência das condições operacionais na formação e remoção de tortas de filtração de gases. Ensaios de 10 ciclos de filtração e de limpeza foram realizados, com o intuito de avaliar a influência da espessura da torta de filtração, velocidade de filtração e velocidade de limpeza na regeneração de três tecidos diferentes, no caso, acrílico, poliéster e polipropileno. Foram utilizadas velocidades de limpeza de 5, 10 e 15 cm/s e velocidades de filtração de 5 e 10 cm/s, com perda de carga máxima de 20, 40 e 60 cmc.a.. Concentrado fosfático com diâmetro volumétrico médio de 4,5 µm foi utilizado como material particulado. Para caracterizar a limpeza do tecido, foi utilizada a técnica de fotografar o filtro após cada ciclo de limpeza, obtendo imagens do destacamento parcial das tortas. Essas imagens dos ciclos 1, 2, 3, 5 e 10 foram estudadas e avaliadas através de um software analisador de imagens, o Image-Pro Plus. Foram analisadas a eficiência de regeneração e o tamanho das áreas regeneradas do filtro, obtendo informações a respeito da influência da estrutura do tecido sobre a remoção e forma dos patches. Os resultados mostraram que, para tortas mais espessas, a perda de carga residual foi mais elevada, independente da massa retida. Maiores velocidades de filtração não são necessariamente as que proporcionam melhor regeneração do tecido. Ao observar-se o fenômeno de remoção por blocos não houve um comportamento definido ao longo dos ciclos. Os resultados obtidos indicaram que o acrílico foi mais apropriado para a filtração do concentrado fosfático, nas condições experimentais investigadas, por apresentar uma menor taxa de perda de carga em função da carga mássica, o que torna a operação economicamente mais vantajosa, diminuindo as interrupções no processo, para a limpeza do meio filtrante, o que também diminui o desgaste do tecido.
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Estudo do comportamento da deposição das partículas em diferentes meios filtrantes

Tanabe, Eduardo Hiromitsu 17 March 2008 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1825.pdf: 3655449 bytes, checksum: 91a48b5fce550c7c3bcd2f637db3af08 (MD5) Previous issue date: 2008-03-17 / Universidade Federal de Sao Carlos / Many studies related to bag filters have focused on minimizing the amount of energy used in the process. Seeking longer filtration cycles, lower frequency of cleaning cycles and a longer filter life, such studies search for fabrics which present easy cake removal and the least loss of residual pressure drop. There are many studies related to the formation and removal of filtration cakes but little is known about the behavior of particles deposited on the inside of the filter and what influence these particles have on the performance of filters. For this reason, the objective of this study was to investigate particle deposition behavior and particulate materials on the interior of different filter materials after the cleaning process and to evaluate the impact of these particles on the regeneration of the fabric under microscopic examination. Particulate materials utilized were phosphatic rock and manioc starch with filter mediums of treated polyester, untreated polyester, polypropylene and acrylic. The filter trials were carried out at a filtration velocity of 0.10 m/s. The cake removal process was done by reverse airflow at a cleaning velocity of 0.12 m/s. The maximum pressure drop permitted in the filtration trials was 980 Pa. Utilizing phosphatic rock and acrylic, polypropylene and treated polyester, the depth of particle deposition on the polypropylene fabric was less deep in relation to the other two fabrics studied. The residual pressure drop of this fabric was greater, demonstrating that the accumulation of particulate material in this filter medium provided a greater resistance to flow, due to the smaller spacing encountered between the fibers of this fabric and consequent closing of pores. For the manioc starch particles on treated and untreated polyester, a greater depth of particle deposition was observed on the untreated polyester, showing that the absence of treatment allowed the fabric to obtain greater particle deposition on the interior of the filter medium, which increased the resistance to flow and the system residual pressure drop. This shows that the characteristics of the filter medium and the particulate material both exercise an influence on the depth of particle deposition and on residual pressure drop in the system. Thus, the best performance encountered utilizing particulate materials of phosphatic rock or manioc starch under the experimental conditions, was with the treated polyester. A study on the effects of the operational variables on particle deposition depth was also conducted, utilizing a three level experimental plan, 3k, to evaluate the effect of the variables, filtration velocity (Vf) and filtration time (tf). Results showed that both these variables presented an influence on the response variable, but the variable that produced the greatest significant effect was the filtration velocity. The utilization of lower values of velocity and lower values of filtration times is suggested to achieve lower levels of particle deposition depth, because the increase in particle deposition on the interior of the filter obstructs the air flow through the filter, thus slowing the cleaning process and provoking an increase in residual pressure drop. / Muitos estudos relacionados aos filtros de mangas estão focados na minimização energética do processo. Almejando ciclos de filtração mais longos, menor freqüência de limpeza e maior vida útil do filtro, tais estudos buscam tecidos que apresentem maior facilidade de remoção da torta e menor perda de carga residual. Existem muitos estudos relacionados com a formação e remoção das tortas de filtração, mas pouco se sabe sobre o comportamento das partículas depositadas no interior do meio filtrante e qual a influência destas partículas no desempenho dos filtros. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi investigar o comportamento da deposição das partículas no interior de diferentes meios filtrantes e materiais particulados após o processo de limpeza, realizando um estudo microscópico, para avaliar o impacto destas partículas na regeneração do tecido. Os materiais particulados utilizados foram à rocha fosfática e o polvilho doce, com os meios filtrantes de poliéster tratado, de poliéster não tratado, de polipropileno e de acrílico. Os ensaios de filtração foram realizados com uma velocidade de filtração de 0,10 m/s. O processo de remoção da torta foi através do fluxo de ar reverso com uma velocidade de limpeza de 0,12 m/s. A perda de carga máxima admitida nos ensaios de filtrações foi 980 Pa. Verificou-se, utilizando a rocha fosfática e os tecidos de acrílico, de polipropileno e de poliéster tratado, que a profundidade de deposição das partículas no tecido de polipropileno foi menor em relação aos outros dois tecidos estudados. Contudo, a perda de carga residual deste tecido foi maior, mostrando que o acúmulo do material particulado neste meio filtrante proporcionou uma maior resistência ao fluxo, devido ao menor espaçamento encontrado entre as fibras deste tecido, proporcionando um fechamento dos poros. Para as partículas de polvilho nos tecidos de poliéster tratado e não tratado, observou-se que a maior profundidade de deposição das partículas aconteceu no tecido de poliéster sem tratamento, mostrando que a ausência de tratamento permite que o tecido obtenha uma maior deposição de partículas no interior do meio filtrante, aumentado à resistência do fluxo e também à perda de carga residual do sistema. Isto mostra que tanto as características do meio filtrante e do material particulado exercem uma influência na profundidade de deposição das partículas e na perda de carga residual do sistema. Logo, o melhor desempenho encontrado utilizando os materiais particulados de rocha fosfática e de polvilho doce, nestas condições experimentais foi o tecido de poliéster tratado. Realizou-se também um estudo dos efeitos das variáveis operacionais na profundidade de deposição das partículas, utilizando um planejamento experimental de três níveis, 3k avaliando o efeito das variáveis, velocidade de filtração (Vf) e tempo de filtração (tf). Notou-se através dos resultados que estas duas variáveis apresentaram influência na variável resposta, mas a variável que proporcionou um maior efeito significativo foi à velocidade de filtração. Logo quando se deseja obter menores níveis da profundidade de deposição das partículas, sugere-se a utilização de baixos valores de velocidades de filtração e baixos valores de tempos de filtração, porque o aumento da deposição das partículas no interior do meio filtrante dificulta o processo de limpeza, obstruindo a passagem do ar através do filtro, provocando assim um aumento na perda de carga residual do processo.
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Estudo da formação e remoção de tortas de filtração de gases em filtros de tecidos de polipropileno e de algodão.

Rodrigues, Antonio Carlos Marques 15 June 2004 (has links)
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.
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Filtração de gases: Estudo do fenômeno da limpeza por blocos.

Tieni, Érica Flávia 22 March 2005 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissEFT.pdf: 2733482 bytes, checksum: 3430708d390441c11e75764bdef622d0 (MD5) Previous issue date: 2005-03-22 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work had for purpose to study the phenomenon of patchy cleaning in the operation of the gas filtration, which happens when there is the incomplete regeneration of the filter. A parameter very used to characterize this phenomenon it is the cleaned fraction, which is defined as the ratio between the cleaned areas to the total area of filtration. In order to investigate the patchy cleaning behavior, filtration experiments were accomplished, with the intention to study the action of the cleaning in the fabric of polyester, for different combinations of experimental conditions. To characterize the cleaning for blocks, it has been developed a methodology that includes imagining of the blocks and computer program that analyzes these images of the cake at the end of each cleaning cycle. Using these images it was possible to mark the areas removed with the aim to obtain the size of the removed blocks. The general results showed that: for the maximum pressure drop of 1960 Pa, the fabric presented saturation behavior starting from the second filtration cycle, and for the maximum pressure drop 2939 and 3919 Pa, starting from the fourth filtration cycle. Unlike what was expected, the maximum cleaning velocity was not the one that gives the maximum removal of the cake. The residual pressure drop showed relationship with the distribution of the sizes of the removed blocks. Concerning the quantification of the removed blocks, the removed total area did not present defined behavior with the number of cycles. The largest percentage of the removed blocks presented size between 0,1 e 1 cm2. The area fractions and mass fractions removed presented curves with similar behavior. Besides, the two fractions presented very close values to each other, showing that the technique proposed in this work of quantification of the size of the removed areas presented quite satisfactory results. / Este trabalho teve por objetivo estudar o fenômeno da limpeza por blocos na operação da filtração de gases, que acontece quando há a regeneração incompleta do filtro. Um parâmetro muito utilizado para caracterizar a limpeza por blocos é a fração de limpeza, que pode ser dada tanto como fração de área removida como fração de massa removida. Desta maneira, para investigar esse fenômeno, ensaios de filtração foram realizados, com o intuito de verificar o desempenho da limpeza no tecido de poliéster, para diferentes combinações de condições experimentais. Para caracterizar a limpeza por blocos, desenvolveu-se uma metodologia que consistiu em fotografar a torta ao final de cada limpeza, de modo a obter imagens das tortas parcialmente destacadas. A partir destas imagens, foi possível marcar as áreas removidas em um programa de análise de imagens. Os resultados gerais mostraram que: para a perda de carga máxima de 1960 Pa, o tecido apresentou comportamento de saturação a partir do segundo ciclo de filtração, e para as perdas de carga máxima de 2939 e 3919 Pa, a partir do quarto ciclo de filtração. Ao contrário do que se imaginava, a maior velocidade de limpeza não foi a que apresentou maior eficiência de remoção. A perda de carga residual apresentou íntima relação com a distribuição do tamanho dos pedaços removidos. Com relação ao fenômeno da limpeza por blocos, a área total removida não apresentou comportamento definido com o número de ciclos. Já a maior porcentagem dos pedaços removidos foi relativa aos pedaços com tamanho entre 0,1 e 1 cm2. A comparação entre as frações de massa e de área removida mostrou que o método proposto para quantificar a área removida na operação da filtração apresentou resultados bastante satisfatórios.
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Filtração de gases a altas pressões

Franco, Kleber Serrão 31 October 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4842.pdf: 3843983 bytes, checksum: dba16fdf2f921799ee872793185384b3 (MD5) Previous issue date: 2012-10-31 / The filtration of gases is an important industrial operation with the primary aim of removing unwanted solid particles contained in a gas. The filtration of gases at high pressures is an operation widely used in natural gas industry with the aim of separating impurities called black powder, from rust inside pipelines along the transportation. These residues can cause wear on equipment such as, for example, rotor pump, obstruction of gauges and pressure decrease in product quality. Despite being an operation widely used, few studies exist in the area to study what the best type of filter. Therefore this study is very useful to improve the steps of transportation, measurement and purity of the final product. To simulate this process, we used the dry compressed air, injecting a phosphate rock as particulate matter. The filters were tested RAD cellulose and acrylic. The surface speed of filtration was kept constant at 0.05 m / s, throughout the filtering operation. The flow of compressed air used were 14 l / min to the total pressure 1 bar, 42 l / min at a total pressure of 3 bar and 86 l / min at a total pressure of 6 bar. Total load losses were 5, 10, 20 and 30 mbar. The results showed that, initially, the curves of head loss versus deposited mass showed the same growth trend. However, when forming a layer of cake from about 0.03 kg/m2, the filtrations higher pressures had lower pressure loss. This is because the larger pressure forming pies more porous and less resistant to air flow. At the end of the study it was also observed that the acrylic filter performed better compared to the cellulose RAD, due to its greater mass of accumulated dust and low pressure drop. / A filtração de gases é uma importante operação industrial com o principal intuito de remover as partículas sólidas indesejadas contidas em um determinado gás. A filtração de gases a altas pressões é uma operação muito utilizada na indústria de gás natural com o objetivo de separar as impurezas denominadas pó preto, provenientes da oxidação no interior de gasodutos ao longo do seu transporte. Estes resíduos podem causar desgaste de equipamentos como, por exemplo, rotor de bombas, obstrução de aparelhos de medição de pressão e diminuição da qualidade do produto. Apesar de ser uma operação muito utilizada, poucas pesquisas existem na área a fim de estudar qual o melhor tipo de filtro. Por isso este estudo é muito útil no sentido de melhorar as etapas de transporte, medição e pureza do produto final. Para simular este processo, foi utilizado o ar comprimido seco, injetando-se a rocha fosfática como material particulado. Os filtros testados foram de celulose RAD+ e acrílico. A velocidade superficial de filtração foi mantida constante em 0,05 m/s, durante toda a operação de filtração. As vazões do ar comprimido utilizadas foram de 14 l/min para a pressão total de 1 bar, 42 l/min para a pressão total de 3 bar e 86 l/min para a pressão total de 6 bar. As perdas de carga totais foram de 5, 10, 20 e 30 mbar. Os principais resultados mostraram que, inicialmente, as curvas de perda de carga versus massa depositada apresentaram igual tendência de crescimento. Porém, no momento que forma uma camada de torta a partir de aproximadamente 0,03 kg/m2, as filtrações de maiores pressões apresentaram menor perda de carga. Isso porque as maiores pressões formam tortas mais porosas e menos resistentes ao escoamento de ar. Ao final do estudo observou-se também que o filtro de acrílico obteve melhor desempenho comparado com o de celulose RAD+, por apresentar maior massa de pó acumulada e menor perda de carga.

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