O desafio de toda filtração é atingir uma torta seca com o teor de umidade projetado dentro do tempo esperado.
Caso a torta esteja mais úmida do que o projetado, estaremos gastando mais com frete e descarte, ou teremos um produto acabado (ou matéria-prima para outro processo) fora de especificação.
Se o tempo for maior do que o esperado (parâmetro fornecido pelo fabricante do filtro), uma “fila” começará a se formar, possivelmente se tornando insustentável de manter, e uma torta fora do padrão pode se tornar a única válvula de escape para resolver o problema.
Bombas pneumáticas têm se tornado populares na alimentação de filtros prensa pequenos e médios por dois motivos:
- Baixo investimento inicial, e
- Sua capacidade de parar automaticamente quando a pressão de descarga e a do ar comprimido que a alimenta se equilibram (sem necessidade de instrumentação e controle).
Agora, há um problema nessa “equação”: E se a pressão do ar comprimido for menor do que a pressão projetada pelo fabricante do filtro para alcançar a torta seca?
Nessa situação, a bomba para antes que a torta esteja suficientemente seca. Isso acontece com certa frequência, pois o ar comprimido pode não chegar à bomba na pressão exigida. Suponhamos que exista um tanque pulmão e um compressor que liga quando a pressão cai para 7 bar (100 psi) e desliga quando atinge 7,5 bar.
O tanque pulmão comumente precisa alimentar a bomba do filtro, outros pontos de consumo na planta e ainda compensar os vazamentos de ar na rede, que facilmente podem consumir 20% do ar comprimido gerado pelo compressor. Todo esse consumo de ar gera perda de carga no trajeto e queda de pressão, mesmo que o conjunto compressor-pulmão tenha capacidade adequada.
Se o conjunto compressor-pulmão estiver subdimensionado (foi dimensionado para uma situação passada), a queda de pressão será ainda maior.
A bomba de alimentação do filtro talvez só “veja” 7 bar quando tudo estiver parado, ou seja, a bomba em operação pode receber apenas 6 bar ou menos. A bomba irá parar antes que a torta seque de fato, resultando em uma torta mais úmida do que a obtida com 7 bar (que será mais úmida do que uma com 8 bar).
As bombas com multiplicação interna de pressão já alcançam 7 bar ou mais, mesmo com ar comprimido de pressão mais baixa (3,5 bar se a multiplicação for de 2 e 2,4 bar se a multiplicação for de 3).
Quando dizemos que a multiplicação é de 2 vezes, significa que o ar comprimido age sobre superfícies internas, sem contato com o fluido bombeado, que, somadas, são 2 vezes maiores do que a superfície do diafragma em contato com o fluido bombeado.
Portanto, bombas pneumáticas com multiplicação interna de forças toleram flutuações de pressão do ar e, consequentemente, a sua torta sempre sairá seca e talvez em um tempo mais rápido.
A bomba com multiplicação de 2 vezes atingirá 2 vezes 3,5 bar = 7 bar, mesmo que o ar esteja a 6 bar, 5 bar ou 4 bar (basta ajustar 3,5 bar no regulador de ar da bomba).
A bomba pneumática com multiplicação também permite experimentar, ver o que acontece ao ajustar 4 bar no regulador de ar e a filtração terminar quando no filtro forem alcançados 8 bar.
Será que o ganho de secura da torta compensa?
Case de sucesso
Uma gigante da produção de aço aderiu a essa tecnologia e reduziu consideravelmente os seus custos.
A APLICAÇÃO
Aplicação: Alimentação de Filtro Prensa
Fluido: Lama de Aciaria
Temperatura: 25 °C
Vazão: 10 m³/h (inicial)
∆p Descarga: 15 bar (final)
Quantidade: 03 x filtros prensa (40 x placas de 1,2 x 1,2 m)
O PROBLEMA
As bombas de duplo diafragma com acionamento elétrico existentes tinham um custo de manutenção muito elevado para a troca de peças.
SOLUÇÃO TETRALON
Bomba de duplo diafragma de alta pressão Wilden modelo H800, com corpo em aço inoxidável e internos em Wilflex. O processo inicia-se com a bomba centrífuga para 20 m³/h e pressão de até 6,0 bar. Após atingir essa pressão, desliga-se a bomba centrífuga, e a bomba H800 entra no processo para alcançar a alta pressão e garantir uma boa conformidade da torta.
CONCLUSÃO
Foram adquiridas três bombas para os três filtros prensa, que operam há mais de dez anos sem necessidade de troca.
Devido ao grande sucesso com os filtros prensa, estão sendo realizados testes para a substituição de bombas centrífugas por bombas de duplo diafragma Wilden PX15.
A repercussão positiva dessa aplicação gerou expectativas para sua replicação em outras aplicações nas demais unidades da própria indústria.