ormalmente o projeto Desta forma, um sistema de gases constituída pela soma · Menor custo to ta l d o s i s t e m a d e resfriamento dos gases é da vazão de combustão + (investimento, operação e ventilação parte de necessário para possibilitar vazão de ar- fa lso pa ra manutenção), não obstante, N

uma vazão estimada em o uso de filtros de mangas. resfriamento dos gases. o aumento da vazão total dos normas (ACGIH, OSHA, gases resulte num custo de A B I H ) c o m b a s e e m Conforme o Grafico1, o Os gases de combustão são investimento alto;generalizações de expe- Poliéster é o material mais provenientes da queima de · Baixa histerese, ou seja, riências práticas. econômico den t re as Diesel Metropolitano. A o intervalo de tempo entre C o n t u d o , a p l i c a ç õ e s m a n g a s f i l t r a n t e s vantagem da queima deste uma modificação na entrada específicas carecem de d isponíve is em nosso combustível é o baixíssimo de ar e a obtenção da bibliografia especializada, Mercado ; po r ta n to , a t e o r d e e n x o f r e temperatura desejada é dificultando sobremaneira o temperatura dos gases deve (<0,2%Peso), o que resulta muito menor que no caso de

oorçamento e o projeto do num ponto de orvalho ácido ser baixada de 570 C para adição de água;osistema de filtração. reduzido.menos de 150 C, que é a · Não há risco de ataque

Resta ao Fabricante (O&M) temperatura máxima de químico do poliéster. Ao desenvolver protótipos, A partir da composição trabalho desta manga. passo que um excesso de testando-os na prática, ou elementar do diesel e do água, sob temperaturas

ofazer o uso de modernos consumo de cada motor foi Dentre as três principais superiores a 60 C, poderia recursos computacionais de gerada a Tab.1 para as duas formas de resfriamento hidrolisar o poliéster, não há Simu lação para d imen- condições extremas: sete (adição de ar, adição de limitação quanto a entrada sionamento e avaliação da motores operando e um água e trocador de calor) foi de ar para este material.performance do Projeto. motor operando.escolhida a adição de ar-A segunda alternativa é, de falso devido as seguintes Desta forma foi realizada a longe, a mais rápida e vantagens: simulação da vazão total deacessível economicamente.

Um Fabricante de Filtro de Mangas local izado no Paraná foi consultado para f a z e r u m P r o j e t o d e despoeiramento do escape de motores de caminhões que eram utilizados para teste de performance de peças automotivas. Frente a ineditividade da aplicação, não haviam métodos para dimensio-namento adequado do sistema de despoeiramento.

Como poderiam funcionar simultaneamente desde um a t é o s s e t e m o t o r e s disponíveis, a vazão dos gases é variável. Além disso, a temperatura de escape dos

ogases é de 570 C, conforme o Cliente.

20 MEIO FILTRANTE

Projeto de Filtro de Mangas auxiliado por Simulação Computacional

TecnologiaTecnologia

Comparativo entre Mangas Filtrantes

0 30 60 90 120 150 180 210 240

TEFLON

FIBRA DE VIDRO

P84

PPS

M-ARAMIDA

ACRÍLICO-DT

ACRÍLICO-AC

POLIA MIDA

POLIPROPILENO

POLIÉSTER

0 5 10 15 20 25

Custo Relativo

Temperatura, oC

Graf.1: Comparativo entre custos e temperaturas de operação de mangas filtrantes

MEIO FILTRANTE 21

0

100

200

300

400

500

600

0 7 11 15 20 26 33 41 50 62

Percentual em Volume do Gás Secundário

oC

0

20

40

60

80

100%Peso

Temperatura do GásPonto de OrvalhoRedução da Captação

Fig.2: Variação da Temperatura, do Ponto de Orvalho e do Percentual Mássico

de ar-falso (expresso como redução de captação) em função do percentual

em volume de ar-falso.

Fig.3: Resultados da Simulação da mistura dos gases de combustão e ar-falso para a condição de vazão máxima dos motores (Simulador de Filtração Industrial PROTEUS).

Consumo de

Diesel (L/h) Vazão de Combustão

à 570oC, (m

3/h) Vazão de Ar insuflado

à 20oC, (m

3/h) Vazão Total à

120oC, (m3/h)

Vazão Total nas CNTP, (Nm3/h)

103,5 3885 6489 10485 7134

6 225 376 608 414

Tab.1: Resultados de simulação das condições extremas de operação.(CNTP = Condições Normais de Temperatura e Pressão)

O percentual de adição de Observe que, conforme a ar-falso é 84,8%Peso para tendência da curva azul da t o d o s o s c a s o s . F o i Fig.2, se adicionado mais ar-considerada a densidade f a l s o q u e o v a l o r m á x i m a d o D i e s e l especificado, a temperatura Metropolitano (0,865Kg/L). dos gases a t ing i rá a O consumo de 103,5L/h se temperatura do ponto de refere a condição dos sete orvalho ácido, permitindo motores em operação, a s s i m , q u e h a j a a enquanto que, o consumo de co nd en sa çã o de ác id o 6L/h se refere a condição de sulfúrico na corrente gasosa. apenas um motor operando. Esta condensação, além de

c a u s a r c o r r o s ã o n a s Na Fig.2 é apresentada a estruturas metálicas do variação da temperatura e si st em a, ca us a at aq ue do ponto de orvalho ácido químico das mangas por desde a adição de zero até sulfonação, o que se traduz 62%Volume de ar-falso para por precoce e drástica redução da temperatura de re du çã o da re si st ên ci a

o o mecânica das mesmas.570 C para 120 C.

Na Fig.3 são apresentados os dados de composição q u í m i c a e d e m a i s parâmetros físicos dos gases. Estes parâmetros não variam com o percentual de ar-falso adicionado, pois, independentemente do número de motores ligados, o percentual de ar falso para reduzir a temperatura de

o o570 C para 120 C sempre será 84,8% Peso.Observe que a umidade final dos gases que chegam no filtro de mangas não excede 2,1%Volume. No caso extremo, em que o ar-falso é captado num dia chuvoso (umidade máxima do ar-falso), a umidade final dos gases a serem filtrados será de 3,9%Volume, ou seja, a i n d a p e r f e i t a m e n t e tolerável pelo poliéster.

Desta forma, a vazão 3máxima será 10485m /h.

Considerando, uma relação PID suportado num CLP ou p a r a q u e n ã o h a j a sistema, dimensionamento ar-pano de 1,1m/min (valor controlador com entradas interferência na performance básico do filtro de mangas, conservativo para este tipo 4-20mA. dos motores. assim como, foi possível d e f i l t r a ç ã o ) s e r ã o D u a s e n t r a d a s d e Como saídas poderemos ter verificar se a especificação necessárias cerca de 110 temperatura, antes e depois o controle de rotação do de mangas esco lh ida mangas 150x3000mm para da entrada de ar falso, e ventilador através de um s u p o r t a a f a i x a d e espelho diâmetro 160x5mm, outra entrada de pressão inve rsor de freqüênc ia , composição química gasosa por exemplo. estática antes da entrada de assim como, uma válvula que existirá na prática.U m a e s p e c i f i c a ç ã o ar-falso. A pressão estática borboleta para insuflamento adequada ao Processo é a antes da entrada de ar-falso de ar-falso antes do filtro.manga Renner PE/PE 551 deve ser monitorada, porque Por Eng.QuímicoCS17. c o n f o r m e o s d a d o s Desta forma, em questão de Tito de Almeida Pacheco

fornecidos pelos Fabricantes poucos minutos foi possível titoap@vortexindustrial.com.brEste sistema poderá ter uma dos Motores, ela deve ficar determinar com boa margem Vortex Consultoria Industrialmalha de controle com duplo na faixa de 0 à +600mmCA de segurança a vazão do

TecnologiaTecnologia