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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.
Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/3995 |
Date | 17 March 2008 |
Creators | Tanabe, Eduardo Hiromitsu |
Contributors | Aguiar, Mônica Lopes |
Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, UFSCar, BR |
Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
Language | Portuguese |
Detected Language | Portuguese |
Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
Format | application/pdf |
Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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