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Descrição
O filtro a vácuo de Tambor Rotativo pertence ao grupo de alimentação inferior e é um dos filtros mais antigos em uso na indústria de processos químicos.
O filtro consiste dos seguintes subconjuntos:
Um cilindro que é suportado por um munhão de grande diâmetro na extremidade da válvula, e por um rolamento na extremidade de movimentação, e que tem sua face dividida em setores circulares, cada um dos quais conectado a uma tubulação separada de vácuo. A tubulação interna é conectada às passagens de cada setor através do munhão e das extremidades superiores através de uma placa de desgaste que tem portas correspondentes ao número dos setores. O encanamento da plataforma do cilindro é arranjado de modo que cada setor tenha uma tubulação principal para coletar o filtrado no lado emergente do cilindro e uma tubulação para coletar o filtrado restante do lado descendente, para assegurar a evacuação completa antes da descarga do bolo. O cilindro move-se a uma velocidade que pode variar, de acordo com o tempo do ciclo, normalmente de 1 a 10 RPM.
Uma válvula, com ajuste na ponte, controla a seqüência do ciclo de modo que cada setor seja sujeitado ao vácuo, ao sopro e a uma zona inoperante. Quando um setor entra na submersão, o vácuo começa e continua com a lavagem, se requerida, até um ponto em que é interrompido e ocorre o sopro para ajudar a descarregar o bolo. A válvula tem blocos ajustáveis de filtração em uma extremidade, e na outra um anel fixo da ponte. Os blocos ajustáveis da ponte permitem a otimização do formulário da relação de secagem dentro do ciclo de filtração, bem como a "submersão eficaz" do cilindro quando o nível da pasta no tanque está no máximo.
Um mecanismo de descarga do bolo que pode ser uma lâmina raspadora, um correia, ou um rolo e, em casos muito raros, uma descarga de fios. O sopro é aplicado somente aos filtros com mecanismos de descarga por raspador e de rolo, mas não nos filtros com descarga por correia ou de fios.
As seguintes imagens ilustram os vários mecanismos:
A seleção de um tipo apropriado de mecanismo depende, principalmente, das características da liberação do bolo do meio filtrante e variará de processo a processo. O mecanismo de descarga por raspador servirá para os bolos que se liberam prontamente e o mecanismo de descarga de rolo é melhor para bolos tixotrópicos.
Um agitador, que mantém delicadamente a pasta em suspensão e alternando entre a face do cilindro e o fundo do tanque em cerca de 16 CPM.
Um tanque com conexões para alimentação da pasta, uma caixa ajustável do excesso para ajustar a submergência desejada do cilindro e uma conexão de dreno. Os tanques são projetados normalmente para uma "submersão aparente" de 33-35%; entretanto, em determinadas aplicações é possível 50% ou mais.
Nas aplicações onde a lavagem do bolo é requerida, 2 ou 3 distribuidores com bocais sobrepostos são montados a um par dos protetores de respingos aparafusados às extremidades do tanque. A posição dos distribuidores e da quantidade do líquido de lavagem é ajustável, dependendo das características da lavagem do bolo.
Os controles opcionais podem ser usados para automatizar ajustes tais como a velocidade do cilindro, o líquido aplicado na lavagem e a submersão do cilindro para uma espessura desejada do bolo ou produção. O monitorador da submersão do cilindro controla as válvulas de alimentação da polpa e assim uma represa ajustável do excesso não é necessária, à exceção de uma conexão fixa para caso de emergência.
Critérios De Seleção
Em termos gerais, os filtros de cilindro são apropriados às seguintes exigências processos:
Polpas com sólidos que não tendem a sedimentar rapidamente e permanecerão em suspensão uniforme sob agitação delicada.
Tortas que não requerem períodos de secagem longos alcançar valores assintóticos de umidade.
Quando um único estágio de lavagem for suficiente para remover os contaminantes residuais do bolo ou produzir a recuperação máxima de filtrado.
Filtrado que geralmente não requer uma separação afiada entre o filtrado matriz e filtrado da lavagem. Algumas válvulas complexas, entretanto, permitem remoção atmosférica dos setores e do encanamento interno para facilitar uma separação afiada dos filtrados.
Filtrados nos quais é aceitável com uma quantidade baixa de finos que passam pela malha do pano filtrante nos primeiros segundos da formação do bolo. Geralmente, e dependendo do tamanho da partícula e da permeabilidade do pano, o filtrado pode conter 1000 a 5000 ppm de insolúveis.
Seqüência Operacional
O ciclo total de filtração num filtro de tambor rotativo, deve ser completado numa geometria de 360 graus. Vamos seguir a seqüência do ciclo de um único setor, assumindo que o tambor gira na direção horária:
Formação do Bolo
Com o transbordamento da represa ajustado para o máximo a "submersão aparente" é normalmente de 33-35%, assim a suspensão nivela-se entre 04:00 e 08:00 horas. Uma vez que um setor esteja completamente submerso, o vácuo é aplicado e um bolo começa a se formar até certo ponto, onde o setor emerge da suspensão. A porção do ciclo disponível para formação do bolo é a região de "efetiva submersão" e sua duração depende do número de setores, do nível de suspensão no tanque e da ponte que fixa que controla a forma de secagem.
Lavagem do Bolo e Secagem
Depois de emergir da submersão a porção secante do ciclo começa e, para aplicações sem lavagem contínua, se prolonga até aproximadamente 01:30 h onde o vácuo é suspenso. Se a lavagem do bolo é requerida, os bicos de lavagem serão localizados de aproximadamente 10:30 a 11:30 horas; na posição 01:30 localiza-se a fração do ciclo para a secagem final do bolo.
Descarga do Bolo
Depois do vácuo ser suspenso no setor inteiro, um sopro de ar começa a aproximadamente 02:00 horas para facilitar a descarga do bolo. O sopro, dependendo da posição da ponta da lâmina do raspador, será suspenso a aproximadamente 03:00 horas. Os filtros de tambor são operados normalmente com um sopro de baixa pressão, mas em certas aplicações um sopro repentino é aplicado e, para evitar a quebra das barras de calafetagem ou fios de arame, o retorcimento do pano é recomendado. O sopro é usado em mecanismos de descarga por raspador e rolo mas em filtros com cinto de descarga, o vácuo é cortado quando o meio filtrante deixa o tambor.
Zona Morta
Quando o sopro é suspenso, o setor atravessa uma zona com ponte bloqueada de forma que nenhum ar é sugado através do meio filtrante, o que poderia causar a perda do vácuo em toda a superfície do tambor.
Manutenção
A rotação lenta do tambor e o movimento recíproco do agitador reduz as exigências de manutenção a um mínimo, mas o seguinte deve ser inspecionado periodicamente:
A barra linear do eixo, na extremidade da válvula, normalmente desgastará na metade inferior. Porém, quando a suspensão tem uma massa específica alta, o tambor pode se tornar flutuante causando um desgaste na metade superior. Neste ponto é válido mencionar que uma maneira de remover a metade inferior, quando instalações elevatórias não estão disponíveis, é flutuar o tambor enchendo o tanque com uma solução suficientemente concentrada.
As caixas de recheio em filtros de submersão alta deveriam ser inspecionadas para detecção de vazamentos e, se necessário, os cravos deveriam ser apertados. Note-se que excesso de aperto pode aumentar substancialmente a carga no trilho do tambor; então é recomendado o uso de uma chave de torque.
A face da placa de desgaste deverá ser conferida periodicamente e re-maquinada se necessário. Um ruído de assobio durante a operação é uma indicação que a placa está gasta, ou a mola da válvula requer tensionamento.
O tambor tem um tubo de suspiro, que projeta-se do extremo do eixo motor e deve ser mantido aberto a toda hora, pois seu bloqueio pode causar o colapso do tambor. O tubo de suspiro é uma indicação das seguintes ocorrências:
Se uma chama mais clara é sugada pelo suspiro para o dentro do tambor indica que existe um vazamento de vácuo na carcaça do tambor ou na tubulação interna.
Se é observado um vazamento pelo suspiro, isso indica que existe um buraco na cabeça do tambor causando a penetração da suspensão do tanque no tambor.
Os cabeçotes de lavagem do filtro deveriam ser examinados on-line periodicamente, para verificação de formação de pressão devido a bloqueio progressivo. Igualmente, os bocais nos cabeçotes de lavagem devem ser mantidos limpos, para assegurar a total cobertura do bolo na lavagem.
