Los filtros de mangas Descripcin: Los filtros de mangas son considerados como los equipos ms representativos de la separacin slido-gas mediante un medio poroso. Su funcin consiste en recoger las par tculas slidas que arrastra una corriente gaseosa, esto se consigue haciendo pasar dicha corriente a travs de un tejido. El tamao de las partculas a separar por los filtros de mangas ser entre 2 y 30 m. Si n embargo, no es usual disponer de medios filtrantes con poros tan pequeos como p ara retener las partculas que transporta el gas, debido a que los dimetros de stas son extraordinariamente pequeos. Por tanto la filtracin no comienza a efectuarse d e manera efectiva hasta que no se han acumulado una cierta cantidad de partculas sobre la superficie de la bolsa en forma de torta filtrante. Distintos tipos de mangas As puede decirse que el sistema de filtracin que se da en los filtros de mangas es anlogo al de los filtros por torta, donde el medio filtrante acta nicamente como s oporte de la torta y es sta la que realiza realmente la operacin. Los filtros de mangas constan de una serie de bolsas con forma de mangas, normal mente de fibra sinttica o natural, colocadas en unos soportes para darles consist encia y encerrados en una carcasa de forma y dimensiones muy similares a las de una casa. El gas sucio, al entrar al equipo, fluye por el espacio que est debajo de la placa a la que se encuentran sujetas las mangas y hacia arriba para introd ucirse en las mangas. A continuacin el gas fluye hacia afuera de las mangas dejando atrs los slidos. El g as limpio fluye por el espacio exterior de los sacos y se lleva por una serie de conductos hacia la chimenea de escape. Contienen adems una serie de paneles para redireccionar el aire, dispositivos par a la limpieza de las mangas y una tolva para recoger las partculas captadas. La eliminacin de polvo o de las pequeas gotas que arrastra un gas puede ser necesa ria bien por motivos de contaminacin, para acondicionar las caractersticas de un g as a las tolerables para su vertido a la atmsfera, bien como necesidad de un proc eso para depurar una corriente gaseosa intermedia en un proceso de fabricacin. En ocasiones el condicionante de la separacin ser un factor de seguridad, ya que alg unos productos en estado de partculas muy finas forman mezclas explosivas con el aire. APLICACIONES Los filtros de mangas aparecen en todos aquellos procesos en los que sea necesar ia la eliminacin de partculas slidas de una corriente gaseosa. Los filtros de mangas son capaces de recoger altas cargas de partculas resultante s de procesos industriales de muy diversos sectores, tales como: cemento, yeso, cermica, caucho, qumica, petroqumica, siderrgica, automovilstica, cal, minera, amianto, aluminio, hierro, coque, silicatos, almidn, carbn, anilina, fibr as de granos, etc. Aplicacin tpica de un filtro de mangas en una planta de tratamiento de gas La recogida de polvo o eliminacin de partculas dispersas en gases se efecta para fi nalidades tan diversas como: 1.- Control de la contaminacin del aire; como la eliminacin de cenizas volante s de los gases de escape en una central elctrica.

2.- Reduccin del coste de mantenimiento de los equipos; como la filtracin de l a toma de aire de un motor o el tratamiento del gas de tostacin de piritas previo a su entrada a una planta de cido sulfrico 3.- Eliminacin de peligros para la salud o para la seguridad; como la recogid a de polvos silceos y metlicos resultantes de equipos de molienda y trituracin y en algunas operaciones metalrgicas y en el ensacado. 4.- Mejora de la calidad del producto; como la limpieza del aire para la pro duccin de productos farmacuticos o de pelcula fotogrfica. 5.- Recuperacin de productos valiosos; como la recogida de partlculas proceden tes de secadores y hornos de tostacin. 6.- Recogida de productos en polvo; aplicado a casos como en el transporte n eumtico. TIPOS La caracterstica principal que diferencia unos tipos de filtros de mangas de otro s es la forma en que se lleve a cabo su limpieza. Esto adems condiciona que los f iltros sean continuos o discontinuos. - continuos: la limpieza se realiza sin que cese el paso del aire por el filtro - discontinuos: es necesario aislar temporalmente la bolsa de la corriente de ai re. Segn este criterio, se tienen tres tipos principales de filtros de mangas: - por sacudida: se realiza cuando existe la posibilidad de suspender el servicio del filtro durante un corto periodo de tiempo. Por tanto, exige un funcionamien to discontinuo con un ciclo de filtracin y otro de limpieza. El tipo ms barato y s encillo consiste en un cierto nmero de bolsas reunidas en el interior de una carc asa. Funciona con una velocidad aproximada de 0,01 m/s a travs de la bolsa filtra nte. La limpieza se puede llevar a cabo manualmente para unidades pequeas. Existe tambin una versin ms complicada y robusta que incluye un mecanismo automtico de agitacin para la limpieza de las telas que puede funcionar por mtodos mecnicos, vibratorios o de pulsacin. Las bolsas estn sujetas a un soporte mecnico conectado a un sistema capaz de emitir sacudidas o vibraciones mediante un motor elctrico. A l ser el tejido ms grueso, se pueden utilizar velocidades frontales ms elevadas, d e hasta 0,02 m/s, y permite el funcionamiento en condiciones ms severas que las a dmisibles en el caso anterior. - por sacudida y aire inverso: se emplea para conseguir un funcionamiento en con tinuo, para ello los elementos filtrantes deben encontrarse distribudos entre dos o ms cmaras independientes, cada una de las cuales dispone de su propio sistema d e sacudida y de una entrada de aire limpio. El aire entra en las mangas en senti do contrario por medio de un ventilador que fuerza el flujo, de fuera a dentro, lo que favorece la separacin de la torta. - por aire inverso: existen muchos dispositivos diferentes pero el mecanismo hab itual de limpieza consiste en la introduccin, en contracorriente y durante un bre ve periodo de tiempo de un chorro de aire a alta presin mediante una tobera conec tada a una red de aire comprimido. La velocidad frontal alcanza aproximadamente 0,05 m/s y es posible tratar altas concentraciones de polvo con elevadas eficaci as. Mediante este tipo de filtro se pueden tratar mezclas de difcil separacin en u na unidad compacta y econmica. Este mecanismo de limpieza se denomina tambin de ch orros pulsantes o 'jet pulse' y es ms eficaz que las anteriores. Filtro de mangas tipo 'jet pulse' Filtro de mangas de limpieza manual Para seleccionar el tipo de manga necesaria se debe tener en cuenta que debe cum

plir una serie de condiciones como: ser resistente qumica y trmicamente al polvo y al gas que la torta se desprenda fcilmente que la manga recoja el polvo de manera eficiente que sea resistente a la abrasin ocasionada por el polvo el caudal y la velocidad del gas

FUNCIONAMIENTO La separacin del slido se efecta haciendo pasar el aire con partculas en suspensin me diante un ventilador, a travs de la tela que forma la bolsa, de esa forma las par tculas quedan retenidas entre los intersticios de la tela formando una torta filt rante. De esta manera la torta va engrosando con lo que aumenta la prdida de carg a del sistema. Para evitar disminuciones en el caudal se procede a efectuar una limpieza peridica de las mangas. - OPERACIN DE FILTRACIN: - Una corriente de gas cargado de polvo entra al equipo, choca contra una serie de paneles y se divide en varias corrientes. - Las partculas ms gruesas se depositan directamente en el fondo de la tolva cuand o chocan contra dichos paneles. - Las partculas finas se depositan en la superficie del tejido cuando el gas pasa a travs de la bolsa. - Una vez que el gas ha sido filtrado, ste fluye (ya limpio) a travs de la salida y se descarga a la atmsfera por medio de un ventilador. - OPERACIN DE LIMPIEZA: - Las partculas depositadas en la superficie de la bolsa se sacuden durante un br eve periodo de tiempo por medio de aire comprimido inyectado desde una tobera ha cia la bolsa, o bien de manera mecnica. - El chorro de propulsin acta peridicamente mediante un controlador automtico de sec uencia. - El polvo recogido en el fondo de la tolva se descarga mediante un transportado r de tornillo helicoidal y una vlvula rotativa. La limpieza de las mangas no es completa en ningn caso debido a la dificultad par a desprender la torta en su totalidad y tambin porque, si se aplicaran procedimie ntos ms vigorosos de limpieza, el desgaste de las mangas sera mayor y se provocara un mayor nmero de paradas de planta motivadas por el cambio de las mangas. La eficacia del filtro ser baja hasta que se forme sobre la superficie del tejido filtrante una capa que constituye el medio filtrante para la separacin de partcul as finas. Una vez superada la fase inicial, los filtros de mangas son equipos muy eficient es (sus eficacias sobrepasan con frecuencia el 99,9%), con lo que su aplicacin en la industria es cada vez mayor. La limitacin ms importante que se da en los filtros de mangas es la debida a la te mperatura, ya que se debe tener en cuenta el material del que est constituida la tela para conocer la temperatura mxima que se puede aplicar. As para fibras naturales la temperatura mxima a aplicar es alrededor de 90C. Los ma yores avances dentro de este campo se han dado en el desarrollo de telas hechas a base de vidrio y fibras sintticas, que han aumentado la temperatura mxima aplica ble hasta rangos de 230 a 260 C. Otros factores que pueden afectar a la operacin del filtro de mangas son el punto

de roco y el contenido de humedad del gas, la distribucin del tamao de las partcula s y su composicin qumica. CALCULO Los dos parmetros fundamentales a considerar n la velocidad del gas y la prdida de carga. ucida, por lo que se considera flujo laminar, rci para calcular la velocidad de circulacin en el diseo de un filtro de mangas so La velocidad del gas es bastante red y se puede aplicar la ecuacin de Da del gas.

donde k es la permeabilidad del material filtrante, que en la mayora de los casos se determina de manera experimental. La velocidad a la que los gases pasan por la tela debe ser baja, normalmente ent re 0,005 y 0,03 m/s, para evitar una excesiva compactacin de la torta de slidos co n la consiguiente elevacin de la prdida de carga, o para impedir la rotura local d el lecho filtrante que permitira el paso de partculas grandes a travs del filtro. Para mantener una velocidad aproximadamente constante es evidente que se debe au mentar la presin a medida que aumenta el espesor de la torta. Para realizar esta funcin de aumento de la presin se dispone de un ventilador o una soplante, que se encargar de impulsar el gas. Normalmente la resistencia del material filtrante es despreciable en comparacin c on la de la torta de modo que el volumen del gas procesado resulta proporcional a la raz cuadrada del tiempo de filtracin. A la hora de determinar la capacidad de un filtro de mangas se debe tener en cue nta: - la cantidad de gas a tratar - si se van a disponer varios equipos en paralelo (prctica de extensa aplicac in por su utilidad) - si va a haber algn equipo parado durante el proceso (en operacin de limpieza , por ejemplo).