Show simple item record

dc.contributor.authorLacerda, Camila Raquel de
dc.date.accessioned2022-10-03T17:43:22Z
dc.date.available2022-10-03T17:43:22Z
dc.date.issued2022-08-30
dc.identifier.citationLACERDA, Camila Raquel de. Influência da costura na performance de meios filtrantes aplicados em filtro de mangas. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16778.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16778
dc.description.abstractThere is a variety of filter bags available in the market for cleaning gases, composed of different materials, of various sizes, with several surface treatments, high efficiency, and different finishes, which enables the application in the most diverse thermal and chemical conditions. When making the filter bags, the filter medium is sewn in a cylindrical shape to be installed in industrial bag filters. Although the sewing area is approximately 4% of the total area of an industrial filter bag, it is necessary a broader investigation of the influence of this region in filtration, because the small holes can be a conduit for the passage of fine particles even after a certain time of use of the filter bags. Therefore, this work aimed to evaluate the filtration performance – regarding the mechanisms of deposition, the cake porosity, the duration of filtration cycles, the differential pressure, the fractional separation efficiency, and particle emission - of two distinct groups of filter media, both containing samples without and with seam, the first group of samples with different aging times and the second with virgin samples sewn with needles of different diameters. In a first step, samples of polyimide (P84) filter bags, virgin, with 10 months of use and with 3 years of use (the latter two were used in an industrial bag filter), and particulate material from a sintering plant (the primary process of dedusting) were used. The samples were submitted to filtration and cleaning cycles in laboratory equipment built based on the VDI 3926 standard, to analyze the pressure drop, the cycle time and to estimate the cake porosity. Particle collection was also performed for diameters in the range from 0.523 to 2.8 μm, on a second filtration test rig containing a particle counter (Aerodynamic Particle Sizer-APS), and in the range from 10 to 300 nm, in a third particle analysis system by differential electric mobility (Scanning Mobility Particle Sizer - SMPS), in order to evaluate the separation efficiency and relate the results to the performance of the particle deposition mechanisms when there is the presence of seam. The results showed that in the seam region the preferential paths for the airflow had effects on the particle deposition mechanisms. The total filtration time was longer for the samples with seam. In a second step, polyester filter media with a polytetrafluoroethylene (PE/PTFE) membrane, sewn with different needle diameters, 90, 100, and 130 µm, and Pural SB® powder, were used. An investigation of the impact of the needle diameter on fractional separation efficiency and particle emissions was conducted, respectively, on MFP 3000 HF (Modular Filter Test System) and VDI 3926-based test rigs (the latter is not the same equipment used in the first group of samples), both belonging to the Karlsruhe Institute of Technology. While the sample without seam showed a particle separation of almost 100%, the increase in needle diameter led to an increase in particle emissions. The sewn samples with needle diameters of 100 and 130 µm did not have the holes completely sealed by the dust even after all steps of the filtration procedure adapted from VDI 3926 standard.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)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.subjectCostura de mangas filtrantespor
dc.subjectDiâmetro da agulhapor
dc.subjectPorosidade da tortapor
dc.subjectCiclos de filtraçãopor
dc.subjectCaminhos preferenciaispor
dc.subjectSeams of filter bagseng
dc.subjectNeedle diametereng
dc.subjectCake porosityeng
dc.subjectFiltration cycleseng
dc.subjectPreferential pathwayseng
dc.titleInfluência da costura na performance de meios filtrantes aplicados em filtro de mangaspor
dc.title.alternativeInfluence of seams on the performance of filter media applied in bag filterseng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Aguiar, Mônica Lopes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0431688649128529por
dc.contributor.advisor-co1Sartim, Rafael
dc.description.resumoHá uma variedade de mangas filtrantes disponíveis no mercado para a limpeza de gases, compostas por diferentes materiais, com tamanhos variados, com diversos tratamentos superficiais, alto grau de eficiência e diferentes acabamentos, o que possibilita a aplicação nas mais diversas condições térmicas e químicas. Na confecção das mangas, o meio filtrante é costurado em formato cilíndrico para ser instalado nos filtros de mangas industriais. Embora a área com costura seja de aproximadamente 4% da área total de uma manga filtrante industrial, faz-se necessária uma investigação mais ampla da influência dessa região na filtração, pois os pequenos orifícios podem ser um conduto à passagem de partículas finas mesmo após determinado tempo de uso da manga. Portanto, o objetivo do trabalho foi avaliar o desempenho de filtração - em relação aos mecanismos de coleta, porosidade da torta, duração dos ciclos de filtração, pressão diferencial, eficiência de separação fracionária e emissão de partículas - de dois grupos distintos de meios filtrantes, ambos contendo amostras com e sem costura, sendo o primeiro grupo de amostras com diferentes tempos de uso e o segundo com amostras virgens costuradas com agulhas de diferentes diâmetros. Em um primeiro momento, foram utilizadas as amostras de mangas filtrantes de poliimida (P84) virgem, com 10 meses e com 3 anos de uso (estas duas últimas foram usadas em um filtro de mangas industrial), e material particulado proveniente de uma planta de sinterização (processo primário de despoeiramento). As amostras foram submetidas a ciclos de filtração e limpeza no equipamento de laboratório construído com base na norma alemã VDI (Verein Deutscher Ingenieure) 3926, para análise da pressão diferencial, do tempo de ciclo e para o cálculo da porosidade da torta. A coleta de partículas também foi realizada para diâmetros na faixa de 0,523 a 2,8 μm, em uma segunda linha de filtração que contém um contador de partículas (Aerodynamic Particle Sizer - APS), e na faixa de 10 a 300 nm, em um terceiro sistema de análise de partículas por diferencial de mobilidade elétrica (Scanning Mobility Particle Sizer - SMPS), com o intuito de avaliar a eficiência de separação e relacionar os resultados à atuação dos mecanismos de deposição das partículas quando há a presença de costura. Os resultados mostraram que a torta formada em (∆p’0 + 300) Pa não foi suficiente para cobrir os furos da costura completamente, porém a amostra usada por 10 meses apresentou eficiência de quase 100%, o que indica que os furos foram selados pelo pó. Os ciclos de filtração mostraram que quanto maior o tempo de uso da manga, mais semelhante foi o desempenho das amostras sem e com costura. Em um segundo momento, foram utilizados os meios filtrantes de poliéster com membrana de politetrafluoretileno (PE/PTFE), costurados com agulhas de diâmetros de 90, 100 e 130 µm, e o pó Pural SB®. Foi realizada uma investigação sobre o impacto do diâmetro da agulha na eficiência de separação fracionária e nas emissões de material particulado, respectivamente nas plataformas de teste MFP 3000 HF (Modular Filter Test System) e no equipamento baseado na norma VDI 3926 (esse último não é o mesmo equipamento utilizado no primeiro grupo de amostras), ambos pertencentes ao laboratório do Karlsruher Institut für Technologie - KIT. Enquanto a amostra sem costura apresentou uma eficiência de separação fracionária de quase 100% para toda a faixa de diâmetro de partículas avaliada, o aumento no diâmetro da agulha ocasionou aumento nas emissões. As amostras costuradas com agulhas de diâmetros de 100 e 130 µm não tiveram os furos selados completamente pelo pó mesmo após as quatro etapas do procedimento de filtração adaptado da norma VDI 3926.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.description.sponsorshipId88887.486170/2020-00por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/6593627399463062por


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Except where otherwise noted, this item's license is described as Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil