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dc.contributor.authorMelo, Bruna Râmela de
dc.date.accessioned2021-06-25T13:19:18Z
dc.date.available2021-06-25T13:19:18Z
dc.date.issued2021-04-16
dc.identifier.citationMELO, Bruna Râmela de. Precoating: uma alternativa mais econômica para melhorar a performance dos meios filtrantes em filtros de mangas da indústria siderúrgica. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14429.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14429
dc.description.abstractThe emission of particulate matter into the atmosphere is a concern because of its environmental and human health impacts. Among the equipment used in the control of particulate material, the bag filter stands out, with a collection efficiency of up to 99.9%. There are several filter media on the market and choosing them is a challenge. Most of them, when new, have low collection efficiency, so it is necessary to carry out surface treatments to obtain a better performance. However, this surface treatment increases the pressure drop and the cost of the filter. Thus, investigating techniques with lower cost, such as precoating, presents a promising alternative to reduce the operational costs of bag filters. This technique consists of coating the fabric with a particulate material to initiate surface filtration. For its efficient use, it is necessary to know the ideal mass of precoat material and which characteristics guarantee a high filtration efficiency. Therefore, the present work evaluated the performance of different precoating powders in bag filters in the filtration of steelworks powder. For this investigation, two precoat powders (limestone and diatomaceous earth) were evaluated and different masses of materials were deposited on the filter media (PE, PE/PTFE Resin, and PE/Epitropic), which were evaluated for the collection efficiency of micro and nanoparticles, porosity of precoating and mass retained after the cleaning pulse. The results were compared with a filter coated with a PTFE membrane (PE/PTFE). The characterizations of particulate materials (particle size distribution, density, shape, and circularity) and filter media (porosity, average fiber diameter, permeability, and thickness) were carried out to understand the characteristics that impact the performance of the coating. The first filtration cycle for filter media with and without precoating was also evaluated. PEa part/PTFE showed collection efficiency above 94% for micro and nanoparticles. The other filters even showed values above 60% for microparticles collection efficiency and values above 20% for nanoparticles. By the addition of precoating, there was an increase in these values, which varied according to the coating mass deposited on the filters, with efficiencies from 80% for microparticles, to results higher than that found for PE/PTFE for both precoat powders. For nanoparticles, efficiency results were obtained with precoat from 45%, but only with diatomaceous earth, it was possible to obtain a higher value than the membrane filter. Diatomaceous earth, due to its smaller volumetric diameter compared to limestone, filled the pores of the fabric more quickly, resulting in a faster increase in pressure drop, a more compact coating, with a porosity 2x greater than that obtained for limestone and better performance in collection efficiency. About the results of retained coating mass after the cleaning pulse, values obtained for limestone were below 10% and were below 40% for diatomaceous earth. Precoating, in the first filtration cycle, did not impact the cycle time but increased the retained mass and the residual pressure drop. However, these values were lower than those obtained by PE/PTFE. In this way, precoating, for presenting a good performance in the collection efficiency in filters of lower cost, compared to PE/PTFE, is a good alternative to reduce spending on bag filters.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectFiltro de mangaspor
dc.subjectEficiência de Coletapor
dc.subjectFiltração de gasespor
dc.subjectPrecoatingeng
dc.subjectBag filtereng
dc.subjectCollection Efficiencyeng
dc.subjectGas filtrationeng
dc.titlePrecoating: uma alternativa mais econômica para melhorar a performance dos meios filtrantes em filtros de mangas da indústria siderúrgicapor
dc.title.alternativePrecoating: a more economical alternative to improve the performance of filter media in bag filters in the steel industryeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Aguiar, Mônica Lopes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0431688649128529por
dc.description.resumoA emissão de material particulado na atmosfera é preocupante devido aos seus impactos ambientais e à saúde humana. Dentre os equipamentos utilizados no controle de material particulados destaca-se o filtro de mangas, com eficiência na coleta de até 99,9%. Há diversos meios filtrantes no mercado e sua escolha é um desafio. A maioria, quando novos, possuem baixa eficiência de coleta, sendo necessário a realização de tratamentos superficiais para obtenção de uma melhor performance. No entanto, esse tratamento superficial aumenta a queda de pressão e o custo do filtro. Dessa forma, investigar técnicas com menor custo, como o precoating, apresenta-se como uma alternativa promissora para diminuir os gastos operacionais dos filtros de mangas. Esta técnica consiste no revestimento do tecido com material particulado para dar início à filtração de superfície. Para seu uso eficiente é necessário conhecer a massa ideal de material de precoat e quais características garantem a alta eficiência de filtração. Diante disso, o presente trabalho avaliou a performance de diferentes pós de precoating em filtros de mangas na filtração do pó de aciaria. Para esta investigação foram avaliados dois pós de precoat (calcário e terra de diatomáceas) e foram depositadas diferentes massas dos materiais sobre os meios filtrantes (PE, PE/Resina PTFE e PE/Epitropic), as quais foram avaliadas quanto à eficiência de coleta de micro e nanopartículas, porosidade do precoating e massa retida após o pulso de limpeza. Os resultados foram comparados com um filtro revestido com membrana de PTFE (PE/PTFE). Foram realizadas as caracterizações dos materiais particulados (distribuição granulométrica, densidade, formato e circularidade) e dos meios filtrantes (porosidade, diâmetro médio das fibras, permeabilidade e espessura) para compreender as características que impactam na performance do revestimento. Também foi avaliado o primeiro ciclo de filtração para meios filtrantes com e sem a presença do precoating. PE/PTFE apresentou eficiência de coleta superior à 94% para micro e para nanopartículas. Os demais filtros chegaram a apresentar valores de até 60% para eficiência de coleta de micropartículas e valores de até 20% para nanopartículas. Com a adição do precoating, houve um aumento destes valores, que variou de acordo com a massa de revestimento depositada sobre os filtros, que apresentaram desde eficiências a partir de 80% para micropartículas, até resultados superiores ao encontrado para PE/PTFE para ambos pós de precoat. Para nanopartículas foram obtidos resultados de eficiência com precoat a partir de 45%, porém apenas com a terra de diatomáceas foi possível obter valor superior ao filtro com membrana. A terra de diatomáceas, devido ao seu menor diâmetro volumétrico comparado ao calcário, preencheu mais rapidamente os poros do tecido, acarretando em um aumento mais rápido na queda de pressão, um revestimento mais compacto, com porosidade 2x maior que a obtida para o calcário e um melhor desempenho na eficiência de coleta. Quanto aos resultados de massa retida de revestimento após o pulso de limpeza, foram obtidos valores inferiores à 10% de massa retida para o calcário, e inferior à 40% para a terra de diatomáceas. O precoating, no primeiro ciclo de filtração, não impactou no tempo do ciclo, mas aumentou a massa retida e a queda de pressão residual. No entanto, estes valores foram inferiores àqueles obtidos por PE/PTFE. Dessa forma, o precoating, por apresentar boa performance na eficiência de coleta em filtros de menor custo, comparado ao PE/PTFE, é uma boa alternativa para diminuir os gastos em filtros de mangas.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.description.sponsorshipIdCNPq: 132751/2019-4por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/5154217480265293por


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