Por Karen Wear, Gerente de produto do Donaldson Torit
Para aumentar a vida útil do filtro e economia de energia
Os primeiros sistemas de coleta de pó utilizavam filtragem passiva para separar o pó de várias correntes de ar. Os filtros dentro de um coletor são carregados gradualmente com pó e, com o tempo, a queda de pressão através do elemento filtrante aumentou até que houvesse tanta resistência que o fluxo de ar através do sistema caiu abaixo de um nível aceitável. O elemento filtrante teve então que ser removido, descartado e limpo para retornar o sistema às condições originais do fluxo de ar operacional. (Filtros limpos retornam um sistema a uma condição de menor queda de pressão)
Uma melhoria fundamental na coleta de pó ocorreu quando a limpeza ativa foi desenvolvida para recondicionar os elementos filtrantes que permaneciam no coletor. Ao longo dos anos, vários métodos de limpeza ativa foram aplicados aos coletores de pó, incluindo tanto os métodos mecânicos como os de reversão de ar. Cada método proporcionou uma limpeza do filtro com diferentes graus de sucesso. O objetivo em cada método era remover qualquer “aglutinação de pó” acumulada da superfície do filtro, reduzindo assim a queda de pressão através dos filtros e prolongando sua vida útil, prolongando o tempo entre as trocas efetivas de elementos filtrantes.
Limpeza mecânica
A limpeza mecânica foi introduzida na indústria desde cedo como forma de limpeza ativa de baixa tecnologia. A limpeza mecânica envolvia sacudir ou causar impacto nos filtros para desalojar a aglutinação de pó acumulada. Este método de limpeza permitiu que uma parte do pó acumulado fosse removida periodicamente para prolongar a vida útil do filtro. Sistemas de limpeza mecânica (Figuras 1 e 2) poderiam ser manuais (ou seja, uma alavanca de mão ou de pé para agitar ou dobrar os filtros) ou automática (dispositivo acionado por motor para agitar ou vibrar os filtros). Esta foi uma melhoria em relação à limpeza passiva, mas ainda era limitada em sua eficácia porque exigia que o fluxo de ar através do sistema fosse interrompido antes da limpeza. Este padrão de desligamento do coletor o classificou como um sistema de limpeza intermitente. A limpeza só ocorria quando o coletor de pó era desligado e todos os filtros eram limpos ao mesmo tempo. O fluxo de ar no sistema mostraria, portanto, um padrão à medida que a queda de pressão diminuísse após a limpeza (o fluxo de ar aumentava), então, com o tempo, a queda de pressão subiria novamente (o fluxo de ar diminuía). Em geral, o desempenho do sistema de limpeza dependia muito da frequência com que o coletor podia ser desligado.
Limpeza por reversão de ar
A limpeza por reversão de ar introduzia um fluxo de ar na direção oposta à do ar filtrado (Figura 3). O fluxo inverso de ar penetrava o elemento filtrante pelo lado limpo do filtro e derrubava a aglutinação de pó da superfície externa do filtro. Vários métodos foram utilizados para realizar o fluxo inverso, incluindo tanto ventiladores quanto ar comprimido.
Sistemas de limpeza com ar de baixa a média pressão invertida normalmente utilizavam um ventilador em funcionamento contínuo que soprava um grande volume de ar de baixa pressão na direção oposta ao fluxo de ar filtrado (Figura 4). A reversão de ar soprava a aglutinação de pó da superfície do elemento filtrante durante o processo de limpeza.
Fluxo de ar normal
Ciclo de limpeza
Normalmente, o ventilador de reversão de ar funcionava continuamente com apenas alguns filtros sendo limpos a qualquer momento. Este método de limpeza produziu o que foi considerado um sistema de manutenção contínuo porque o coletor de pó não precisava ser desligado durante o processo efetivo de limpeza dos elementos filtrantes.
Limpeza por jato pulsante
A forma mais comum de limpeza por reversão de ar usada em muitos coletores hoje em dia é chamada de jato pulsante. Esta técnica de limpeza utiliza um fluxo de reversão de ar “pulsado” na direção oposta à do fluxo de ar filtrado. O pulso do ar de limpeza tende a expandir o elemento filtrante, perturbando mecanicamente a aglutinação de pó no filtro e depois soprando-a do filtro. A pressão do ar pulsado pode variar de média (geralmente inferior a 15 psig) a alta (60-90 psig), dependendo do projeto específico do sistema de limpeza. (Figuras 5 e 6) A limpeza por jato pulsante é muito eficaz na limpeza de elementos filtrantes e também é considerada um sistema de manutenção contínua .
A limpeza contínua, ou “on-line”, proporciona uma vantagem ao não perturbar o fluxo de ar primário durante a limpeza, permitindo que o coletor de pó funcione durante o ciclo de limpeza efetivo. Apenas alguns filtros são limpos em um dado momento, embora o sistema acabe por limpar todos os filtros. Alguns sistemas de limpeza funcionarão 100% do tempo, como os sistemas de reversão de ar de baixa pressão. Outros dependem da condição do filtro observada (queda de pressão) e não iniciarão a limpeza até que a queda de pressão atinja um ponto de ajuste alto específico. Com o tempo, à medida que a carga de pó aumenta nos elementos filtrantes, os sistemas de limpeza dependentes da queda de pressão podem começar a operar ciclos de limpeza mais constantes devido às cargas de pó mais pesadas ou aos filtros alcançando o fim de sua vida útil efetiva.
A limpeza por jato pulsante tem sido refinada durante anos a fim de otimizar a eficácia do sistema de limpeza. Inicialmente, um pulso de ar comprimido era apenas dirigido aos filtros, e a maior força do ar comprimido aumentava o nível de limpeza em comparação com um ventilador porque uma maior rajada de energia empurrava mais pó do elemento filtrante. Este processo foi melhorado novamente com a adição de um tubo de sopro (bocal) ou tubo de jato na câmara de ar limpo do coletor de pó. O tubo de sopro foi usado para ajudar a concentrar ou controlar a energia do pulso para direcioná-la ao filtro.
Outra melhoria foi a adição de um venturi na câmara de ar limpo (Figura 7). O venturi afetou como o ar comprimido fluía para o lado limpo do coletor, como o ar seguia o pulso do ar de limpeza, e como o ar de limpeza passava para o lado limpo do filtro efetivo. O venturi direcionou o fluxo de ar comprimido para dentro do filtro e otimizou o poder de limpeza.
Limpeza avançada da energia do pulso
A modelagem avançada da energia do pulso representa o próximo avanço da limpeza de pulso, introduzida pela primeira vez com a adição da tecnologia de filtro PowerCore®. O elemento PowerCore é um pacote de filtro compacto e projetado de forma eficiente que permitiu o refinamento do sistema de limpeza por pulso, resultando em um filtro que lida com cargas pesadas e se recupera com eficácia de problemas no sistema. Uma maneira de conseguir isso foi através de um acumulador de pulsos que moldou o ar comprimido e otimizou a energia do pulso em contato com o conjunto do filtro sem restringir o fluxo de ar ou desperdiçar energia (Figura 8). Outra técnica é controlar e otimizar a direção do ar comprimido para o elemento filtrante usando um projeto de pulso de inversão zero. O pulso flui com a máxima energia de limpeza em trajetos retos através do elemento (Figura 9) permitindo que o pó saia facilmente dos canais plissados.
Conclusão
A transição da filtragem passiva para a limpeza ativa na indústria de coleta de pó produziu uma variedade de sistemas de limpeza usados em coletores de pó. A limpeza on-line, a tecnologia de jato pulsante e os novos projetos de filtros PowerCore levaram à melhoria dos sistemas de limpeza. A otimização da limpeza do filtro maximiza a vida útil do elemento filtrante ao mesmo tempo em que minimiza a quantidade de energia necessária para alcançar o melhor ciclo de limpeza possível, uma vitória para os proprietários e operadores de coletores de pó! Se a tecnologia de limpeza de seu coletor não for tão eficaz quanto poderia ser, entre em contato com seu fabricante local de coletores de pó para saber mais e começar a economizar.
