La evolución de los elementos filtrantes para filtros de manga y la importancia de la membrana de PTFE en la misma

Transcripción

1 La evolución de los elementos filtrantes para filtros de manga y la importancia de la membrana de PTFE en la misma

2 Indice 1. Introducción 2. La Formula para el éxito 3. Diferentes Membranas 4. Propiedades Mecánicas del Sustrato 5. Tecnologia de laminación (junción) 6. Eficiencia de Filtración 7. Confección de mangas

3 Introducción Reducir cada vez más la emisión de contaminantes viene siendo un desafio creciente para las industrias en general y de cemento en particular. Como consecuencia de la concientización cada vez más generalizada de la importancia de dejar para las generaciones futuras un mundo con ambiente apto para la conservación de la especie humana, Sociedades y Gobiernos vienen exigiendo valores de emisión máximos admisibles cada vez más reducidos. Una vez agotada la capacidad de retención de precipitadores electrostáticos, su lugar viene siendo ocupado por filtros de mangas Tratamientos y revestimientos cada vez más sofisticados, desarrollados por fabricantes de telas para mangas en estrecha colaboración con investigadores y especialistas de la industria química, proporcionan constante perfeccionamiento.

4 El elemento clave en filtración seca por filtros de manga, es la manga filtrante. Desde fines de la década del 60 se vienen utilizando los llamados punzonados (no tejidos) para su fabricación. Las fibras textiles más utilizadas para mangas filtrantes son: Poliéster (PE) Polipropileno (PP) Acrílico (DT y AC) Aramida (NO, conocida como Nomex ) PPS (conocida como Ryton) Poli-imida (PI, conocida como P84 ) PTFE (conocida como Teflon ) La aplicación de una u outra de estas fibras depende de las condiciones operacionales del filtro, que a su vez son consecuencia del proceso en que el filtro esté inserido (horno, enfriador de clinker, molienda de cemento o carbón, etc)

5 Con el desarrollo y la divulgación de la membrana microporosa de PTFE (vulgo Teflon) se incorpora un elemento auxiliar de gran importancia que contribuye significativamente para la captación de partículas de tamaño inferior al micrón La membrana, una película de muy reducido espesor (micrones), debe ser aplicada sobre un sustrato cuya función no solo es la de soporte, sino, como veremos a seguir, em muchos casos contribuye de sobremanera en el proceso de retención de partículas Cuando recién desarrollada, la membrana era aplicada solamente sobre tejido de fibra de vidrio, este por su buena resistencia química y térmica, pero, por su estructura sin contribuir al proceso de filtración

6 El constante perfeccionamiento tecnológico de los punzonados para filtración seca (en todas sus versiones de fibras sintéticas) ha permitido aplicar la membrana de PTFE también sobre estos productos textiles, obteniéndose así elementos filtrantes cuya acción no se limita a la membrana sino también se extiende a su sustrato Es importante distinguir los elementos filtrantes de fibra de vidrio de los demás, pues sus propiedades, tanto del sustrato como de la propia membrana, son muy diferentes entre sí Para fibra de vidrio se requiere una membrana de características y espesor diferente que para punzonado, pues sobre el tejido, como se há dicho antes, es el único componente que retiene partículas pulverulentas

7 Sin embargo, junto con sus ventajas, la membrana ha suscitado airadas polémicas: es realmente la solución para todos los problemas de filtración? Siendo el PTFE un compuesto conocido y quimicamente definido, por qué hay tantas alternativas con costos tan dispares en el mercado? En qué circunstancias la membrana de PTFE soluciona y cuando crea nuevos problemas? Ejemplos con historias de suceso y fracaso, el análisis minucioso de la performance de elementos filtrantes con y sin membrana (membranas de diferentes procedencias) fotografias microscópicas comparativas, etc son la base del presente trabajo cuyo objetivo es proporcionar al usuario herramientas para la selección del elemento filtrante más adecuado para los filtros de manga en su proceso industrial.

9 PM-Tec La fórmula para el éxito Son tres los componentes necesarios para obtener la mejor eficiencia de filtración Membrana de eptfe Sustrato (Fibra de vidrio o fieltro) Tecnología de Laminación PM-Tec (Eficiencía de Filtración)

11 Comparando calidades de diferentes medios filtrantes de fibra de vidrio con membrana Comparación basada en datos de Agosto de 2016

12 Qué hace una membrana perfecta? Membrana de eptfe

13 PM-Tec Óptima conformación mecánica por estiramiento Estiramiento completo de los nódulos del PTFE Más superficie efectiva filtración Orientación multidireccional de las fibrilas Alta densidad de fibrilas micro fibrilas

14 Propiedades de las membranas PM-Tec de eptfe Membrana para fibra de vidrio Membrana para punzonados 200 Pa Membrana PM-Tec para fibra de vidrio Masa por unid. de area [g/m²] espesor [µm] ~ l/dm²*min 4,9 34 0,15 ~ l/dm²*min 2,8 14 0,20 Densidad de la membrana[g/cm³] Membrana PM-Tec para punzonados

15 Membrana PM-Tec de BWF alta concentración de fibrilas de PTFE micro fibrilas orientación multidireccional

16 Membrana de baja calidad Concentración de fibrilas de e PTFE menor que PM-Tec menos micro fibrilas que PM-Tec orientación NO multidireccional

17 Superficie de una Membrana de baja calidad Membrana sumamente fina Quiebres ya en estado nuevo, visibles a simple vista

18 Superficie de una Membrana de baja calidad

19 Superficie de una Membrana de baja calidad

21 Qué hace un sustrato PM-Tec perfecto? Fibra de vidrio Punzonado needlona Sustrato (Fibra de vidrio o punzonado) alta durabilidad extremamente estable y mecanicamente robusto Permeabilidad constante fibras bien compactadas extremamente estable y mecanicamente robusto Permeabilidad constante PM-Tec = Interacción Perfecta de sustrato, membrana y laminación

22 Comparación de resistencia a la flexión longitudinal Ensayo MIT según norma ASTM D

23 Comparación de resistencia a la flexión transvresal Ensayo MIT según norma ASTM D

24 Fuerza con 1 y 2 % de Elongación - longitudinal

25 Fuerza con 1 y 2 % de Elongación - transversal

27 Qué hace una tecnología de laminación perfecta? Maquinaria de acuerdo con el estado del arte para la fabricación de fieltro y laminación de membrana Know-how de Proceso, controles de permeabilidad y adherencia in-line Cero defectos Tecnología de Laminación Membrana uniforme Adherencia elevada Permeabilidad elevada

28 Fibra de vidrio con membrana de baja calidad Broken membrane leads to dust penetration dust storage high emission Glass filament broken eptfe membrane too rigid

30 Medición de eficiencia de filtración en banco de ensayo VDI Ensayo normalizado con polvo de muy elevada fluidez: Pural SB (Oxido de Aluminio)

31 Ensayo VDI permeabilidad, peso, Δp Aun siendo la permeabilidad del PM-Tec GL 750 menor, la presión diferencial no es mayor que la del producto chino comparado

32 PM-Tec vs. FV con Membrana de China Economia de costo por reducción de Δp Resultados del ensayo de Δp : Ensayo de filtración de acuerdo con ISO 11057(VDI 3926) Medio filtrante PM-Tec GL 750 7,7 mbar Δp = 1,7 mbar Competidor A ProductoU 9,4 mbar Costo de energia para el ventilador en Caudal V Presión diferencial Δp Eficiencia del ventildor η 0,7 Horas anuales de operación t V * Δp * t * k η * ,8 m³/s (= m³/h) 68 Pa (=0,68 mbar) 8000 h Condiciones: Proceso horno cementero rotativo Caudal m³/h Área filtrante 4705 m² a/c ratio 1,12 m/min Conversión: Δp = 1,7 a/c 3 m/min (en condiciones de ensayo) Equivale, para condiciones operacionales con a/c 1,12 m/min = Δp 0,68 mbar Costo de energ.electrica k Costo de energia del ventiladorr Resumen general: 0,10 /kwh 6823 = Economia anual de costo. Costo de las mangas A los 4 años de operación Flujo de caja de ~ 52% =

33 Ensayo de emisión VDI Las emisiones con el material chino son 600 veces mayores que con el PM-Tec GL 750

34 Ensayo VDI - Cantidad y tamaño de partículas

35 Distribución Acumulada de Partículas por Tamaño

37 PM-Tec : Que hace una confección perfecta? Holgura longitudinal = long, int. Manga long. Ext, canast. = 5 mm Holgura mayor puede provocar fatiga por flexión de tapas Observación: La FV no contrae, por lo cual no es necesario prever holgura por contracción Expansión térmica del canasto De (0,3 % for 200 K) se compensa con la elasticidad del tejido

38 PM-Tec : Que hace una confección perfecta? Perímetro interno manga = (ancho plano externo 2 x esp. material) x 2 Holgura perimetral = perimetro int. manga perimetro externo canasto Holgura perimetral = 4 mm ( pellisco 2 mm) Holgura mayor puede provocar fatiga por flexión del material

39 PM-Tec : Que hace una confección perfecta? Protección contra desgaste por punzonado durable Refuerzo superior hecho de punzonado Rerfuerzo intermedio hecho de punzonado Refuerzo inferior y tapa doble hechos de punzonado

40 PM-Tec : Que hace el manoseo y almacenamiento perfectos? Documentación normalizada para apoyo al cliente

41 Muchas gracias por su atención!

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