Diseño de un filtro de mangas

Diseño de un Filtro de Mangas Elaborado por: Henry Ramirez Trujillo

Filtro de Mangas • Un filtro mangas es un dispositivo para la separación de partículas sólidas en suspensión de una corriente gaseosa. No elimina la contaminación por compuestos volátiles. • Los filtros mangas se utilizan sobre todo en instalaciones industriales como una alternativa a los precipitadores electrostáticos.

Filtro de Mangas • Se trata de un filtro que consta de diversas mangas tejidas dispuestas sobre cestas metálicas. El polvo se acumula en su parte externa. El material del tejido debe adaptarse al uso deseado y las condiciones existentes como la temperatura o la presencia de compuestos corrosivos. El tamaño de los poros limita el tamaño mínimo de las partículas retenidas.

Filtro de Mangas • Por control de diferencia de presión se puede determinar el grado de colmatación de los poros. De forma periódica o al superar un límite determinado se limpian aplicando una fuerte corriente de aire comprimido desde dispositivos de presión ("Shock Blower") en el sentido contrario al habitual. De esta forma se elimina la capa de polvo acumulada que se recoge con embudos dispuestos debajo del filtro y se regenera el equipo.

Filtro de Mangas • Sin embargo las mangas son piezas de desgaste que deben sustituirse cada cierto tiempo. • El polvo acumulado debe tratarse adecuadamente. En algunos casos como la fabricación de cemento puede ser devuelto al proceso de fabricación

Diseño de un Filtro de mangas

1. Datos de Entrada • • • • •

Caudal requerido = 1.52 m3/sg Concentración = 1.143 g/m3 Temperatura del gas = 60 oC Diámetro de partícula = 11mm Tipo de polvo = cemento

2. Calculo de Velocidad de Filtración • • • • • • • •

Aplicando ecuación de fabricantes A = 10 (tipo de polvo, tabla 5.4) B = 0.9 (aplicación, tabla 5.4) T = 140 oF C = 0.5 g/ft3 (1lb = 7000 granos) d = 11 mm Vf = (2.878)(10)(0.9)(140-0.2335)(0.5-0.060) Vf = 8.11ft/min = 2.5 m/min

3. Calculo del Área Neta de Filtración • An = 36.893 m2

4. Selección del Tipo de Tela y Dimensión de la Manga • Característica de operación ▫ temperatura de operación = 60 C ▫ temperatura de rocío = 26 C

• Característica cemento ▫ alcalino ▫ abrasivo

• De tabla 5.6 se selecciona ▫ ▫ ▫ ▫

DACRÓN O POLYESTER opera a 250 °F tiene un buen comportamiento para materiales ácidos muy bueno para material abrasivo

4. Selección del Tipo de Tela y Dimensión de la Manga • Dimensión de manga • Se selecciona una manga de ▫ D = 114.3 mm (4.5 in) ▫ L = 1524 mm (60 in)

• Cálculo el Número de Mangas

4. Selección del Tipo de Tela y Dimensión de la Manga • Amanga = pDL = p (114.3)(1524) • Amanga = 547244 mm2 = 0.5472 m2 • Nmangas = 68 mangas

5. Caída de Presión Estimada • El rango de caída de presión típico está entre 2 y 10 in de H2O. Se desea un • Dp = 4 in de H2O

6. Parámetros de Operación • Tiempo de filtración = 60 s (asumido) • · Tiempo de limpieza = 250 ms (seleccionado) • · Presión de pulso = 551.6 Pa (80 psi, seleccionado de acuerdo al tipo de válvula • solenoide que se va a usar)

7. Cálculo de la Caída de Presión en Función del Tiempo de Filtración • • • • • • •

DP = (PE) Dw + KS Vf2Ct (PE) Dw = 6.08 (8.11)(80) -0.65 = 2.86 rango de KS (1.2 - 30 o 40 in H2O.ft.min/lb) asumir = 7 (1lb = 7000 granos) DP = 2.86 + [7(8.11)2(0.5/7000)1] DP = 2.893 in H2O = 727 Pa

8. Calculo de la Potencia del Ventilador Adecuado • • • •

Características · Ventilador de succión · Tipo centrífugo · Aletas curvadas hacia atrás (de alta eficiencia; h = 0.7) • · Opera en zona de aire limpio (no sufre abrasión)

9. Análisis del Arreglo de Mangas • El arreglo se selecciona en función del número de mangas que son limpiadas por • cada válvula durante el pulso de aire