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Descrição
O Filtro de Correia Horizontal é, em termos gerais, o filtro de vácuo mais comumente usado na indústria devido a sua flexibilidade de operação, adaptação para misturas corrosivas e conveniência para tratar grandes processamentos.
O desenvolvimento dos Filtros de Correia Horizontal para as indústrias químicas de processo foi intimamente associado com o progresso na tecnologia da borracha, desde que eles incorporam um cinto infinito espesso de borracha e de projeto complexo, para apoiar a torta retida pelo pano filtrante.
Os primeiros filtros conhecidos foram o Landskrona e Lurgi nos anos 20's e o Giorgini que era um filtro de correia mas com bandejas fixas. As correias eram muito estreitas e pequenas, com uns 30 cm de largura por 4-5 metros de comprimento, e foi aplicado principalmente na lavagem de rocha fosfática.
Depois, sendo filtros de alimentação pelo topo, que facilitavam múltiplos-estágios de lavagem, eles foram aplicados nas plantas de ácido fosfórico para substituir as cadeias de 3 ou 4 Filtros de Tambor revestidos com borracha, de alimentação interna, usados para lavar gesso. Como a demanda para a área aumentou, foram fabricados filtros com três e quatro correias de 30 cm de largura operando em paralelo já que os fabricantes de borracha estavam impossibilitados de atender o crescimento das plantas químicas. Por essa razão, durante anos os principais rivais para os filtros de correia eram o Filtro de Bandeja Inclinável e o Filtro de Mesa; assim, enquanto os cintos de borracha foram o impedimento ao crescimento da área de filtração, estes filtros estavam em demanda e vice-versa. Hoje em dia os filtros de correia estão em alta já que a tecnologia da borracha deu um grande passo à frente nos últimos 10 anos. Correias com 4 metros de largura para filtros de 120 m2 pesam mais de 10 tonelada e são fabricados em uma peça de combinações de borracha sofisticadas.
A velocidade do cinto é outro parâmetro que motiva uma competição entre os projetistas de filtros, pois para muitas aplicações um tempo de ciclo pequeno é essencial. O fator restringente da velocidade do cinto é puramente mecânico e depende em grande parte do método de apoio da correia pesada com sua torta sobre ela.
Os filtros de Correia são os filtros mais rápidos disponíveis hoje e a velocidade dos filtros modernos podem alcançar mais de 50 m/min resultando tempos de ciclo muito pequenos.
Um esquema de fluxo típico e sua seqüência operacional com três estágios de lavagem em contra-corrente e separação dos filtrados mãe e de lavagem pode ser visto na Figura à direita:
O filtro consiste dos seguintes componentes:
Correia
Uma correia-sem-fim de borracha com fendas transversais, drena o filtrado para orifícios posicionados ao longo do cinto. Os lados da correia têm canais de borracha elástica que contêm a mistura alimentada e depois a torta, conforme ela move-se para a extremidade de descarga. Um material sintético flexível encapsulado na parte de borracha debaixo das fendas serve para resistir às tensões longitudinais que a correia é submetida.
O peso de um cinto de 3 m de largura é 125 Kg/m e este é o único componente mais pesado a ser considerado para o projeto das instalações suspensas.
Pano Filtrante
O pano filtrante retém a torta e move-se junto com a correia. Hoje em dia, com algumas exceções, eles são feitos de materiais sintéticos como polipropileno ou poliéster com fios mono-filamentados ou multi-filamentados e com texturas sofisticadas. O pano filtrante e sua seleção será discutido em uma seção separada.
Caixa de Vácuo e a Correia de desgaste
Uma caixa de vácuo é montada embaixo da correia ao longo do filtro e coleta o filtrado por uma tubulação, para os receptores. O lado superior da caixa tem duas bordas cobertas com uma tira sintética de baixa fricção que veda por completo a interface entre o lado de baixo do cinto e a superfície das tiras. Considerando que o cinto é a parte mais cara do filtro, estes cintos infinitos estreitos servem como um componente sacrificável que assume o desgaste entre as superfícies, protege a correia de borracha e garante contra vazamentos de vácuo.
Caixa do Mecanismo Abaixador do Vácuo
Um mecanismo especial permite abaixamento paralelo ou oscilação da caixa de vácuo para limpeza de finos que podem sedimentar em seu interior. O mecanismo é projetado para lacrar com precisão o espaço entre o lado inferior do cinto principal e os dois cintos estreitos de desgaste que movem as tiras de deslizamento presas ao topo das bordas da caixa de vácuo.
Caixas de Alimentação e Lavagem
Uma caixa de alimentação e uma ou mais caixas de lavagem são montadas sobre o filtro e projetadas para distribuir uniformemente a mistura e a água de lavagem através da correia.
Extremidade de Descarga da Torta
Quando a correia alcança a extremidade da caixa de vácuo a etapa do ciclo de secagem da torta termina e o pano deixa a correia de borracha. O pano continua se movendo, mudando de direção em cima do rolo de descarga e a torta cai por uma calha para manipulação posterior
Coberta que Suporta o Cinto
Uma coberta presa à armação e montada debaixo do cinto é projetado para suportar o cinto de borracha pesado e a carga de torta. A fricção entre as superfícies é reduzida pela injeção de água para lubrificação e um sopro de ar que flutua o cinto ou por um chão móvel construído de cintos infinitos estreitos que se movem junto com o cinto de borracha principal.
Tubulação de Filtrado
Uma tubulação de filtrado coleta o filtrado principal e os líquidos de lavagem em um ou mais receptores de vácuo. Um percurso pequeno de filtrado entre a caixa de vácuo e os receptores reduzem a um mínimo as perdas de vácuo para ambos os fluxos de uma única fase do filtrado-mãe e o fluxo de duas fases do ar e dos filtrados da lavagem.
Mecanismo de Deslizamento do Pano
Um mecanismo rastreador pneumático ou elétrico controla o deslizamento do pano do filtro guiando-o à esquerda ou à direita lateralmente.
Existem vários tipos de mecanismo, mas os seguintes são os mais comuns:
Dois pares de rolos que apertam o pano alternativamente e são posicionados em ambos os lados.
Um rolo é que passa através do pano, é dobrado numa extremidade e balança para a frente ou para trás na outra extremidade.
Critérios de Seleção
Filtros de Correia Horizontal são selecionados nos seguintes casos:
Para sólidos que sedimentam rapidamente e não podem ser mantidos como uma mistura homogênea em filtros de alimentação inferior ou lateral como os filtros de Tambor ou Discos.
Quando é exigido muito tempo tempo para alcançar a umidade assintótica no bolo. Nos Filtros de Tambor, por exemplo, a relação de secagem normalmente não pode exceder 1.5 já que é determinada por sua geometria e o pelo número de compartimentos da circunferência.
Quando são requeridos tempos de ciclo muito pequenos para tortas de enxugamento rápido como suspensões de fosfato.
Se um filtrado claro é requerido desde o começo uma boa prática é formar um resíduo fino que serve como meio filtrante sobre o pano exposto. Isto é obtido por ou uma porta de saída de " turvo " que é re-circulado ou, se os sólidos sedimentam rapidamente, se reservam os primeiros 20-30 cm para atuar como uma "piscina" de sedimentação antes da entrada na zona de vácuo.
Quando é requerida uma lavagem intensiva da torta, já que os filtros de correia tornam possível aplicar uma lavagem em contra-corrente. Em Filtros de Tambor, por exemplo, o tempo disponível por lavagem é bastante limitado devido a sua geometria.
Quando as tortas tendem a rachar sob vácuo adotam-se medidas como uma lingüeta (flapper), uma manta de compressão ou um rolo de pressão para ajudar a fechar as rachaduras evitando assim a perda de vácuo. Quando tais medidas são usadas é necessário ter certeza que o cinto que apóia sistema pode suportar estas cargas verticais extras
Quando a formação de escama devido a evaporação de flash é um problema ou a temperatura do filtrado deve ser mantida pode ser providenciada uma caixa de vácuo com uma camisa de vapor.
Quando a torta tende a entupir o pano sua remoção contínua depois da descarga da torta permite desalojar as partículas por lavagem completa do pano em ambos os lados com bocais de alto impacto.
Seqüência Operacional
Um ciclo de filtração em um Filtro de Correia Horizontal, consiste nas seguintes zonas seguintes em configuração máxima:
Porta de reciclo do turvo ou piscina de sedimentação.
Formação de torta.
Pré-secagem da torta.
Primeira lavagem.
Primeira pré-secagem.
Segunda lavagem.
Segunda pré-secagem.
Terceira lavagem.
Secagem final.
Manutenção
Os Filtros de Correia Horizontal são projetados hoje em dia para satisfazer um grande gama de exigências de processo, muitas das quais sujeitam seus componentes à condições severas e exigentes. Os filtros modernos operados a velocidades altas, manipulando tortas espessas e pesadas, operam a temperaturas altas e freqüentemente em um ambiente hostil, conseqüentemente, eles são de projeto robusto e são fabricados de materiais de construção sofisticados.
Os principais pontos a serem observados, são:
Evidência de rachaduras na correia de borracha que podem causar separação dos amortecedores encapsulados que entre as capas de borracha. Isto debilita o cinto e deve ser consertado no local sem demora.
As proteções em ambos os lados da correia são sujeitados a tensão alta quando se danificam as polias da cabeça e da cauda. A sua função é conter o alimentado que entra e se as extremidades se rasgam a mistura pode verter por toda parte; então a inspeção periódica e o seu conserto imediato é essencial.
A caixa de vácuo é dobrável e inclina-se para um lado para permitir a limpeza periódica de seu interior dos finos sedimentados. O reposicionamento da caixa é um das razões principais para perda de vácuo e um cuidado especial deve ser tomado para lacrar o fôrro anti-fricção da caixa contra os cintos sacrificáveis e o fundo do cinto principal.
Os cintos infinitos de desgaste devem ser inspecionados para assegurar que eles estão em boas condições, caso contrário, o cinto principal pode ser danificado. Igualmente, deve-se verificar se os cintos estão vedando corretamente o espaço entre a caixa de vácuo estacionária e a correia móvel.
A vida do cinto e do passeio principal depende em grande parte da lubrificação de água entre as superfícies móveis e as partes estacionárias, os tubos que conduzem a estas partes devem ser mantidos limpos.
É recomendado que o alinhamento do filtro seja inspecionado de vez em quando. Isto se aplica principalmente a filtros grandes já que o desalinhamento, devido a sedimentação diferencial das fundações do edifício durante os primeiros anos depois do início de operação, ou qualquer outra razão, pode causar a seguinte:
Ao longo do filtro, podem surgir dificuldades na vedação da longa e segmentada caixa de vácuo.
Através do filtro, as espessuras da torta podem se afilar em uma direção causando lavagem desigual. O alinhamento através do filtro é particularmente importante para tortas finas pois uma inclinação de 0.5% em um cinto de 2 metros de largura e uma torta de 20 mm, reduz a espessura da torta em um lado de 20 a 10 mm.
