Estudos de filtros cerâmicos de dupla camada para filtração de aerosóis em altas temperaturas.

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2003

RESUMO

O presente trabalho teve como objetivos a preparação e caracterização de filtros cerâmicos dupla camada para a filtração de aerossóis em temperaturas elevadas como também avaliar a eficiência de coleta com medidas in-situ, por meio de um contador de partículas. O filtro desenvolvido neste trabalho foi composto pela combinação de duas camadas, sendo a primeira formada por um suporte reticulado de elevada porosidade e diâmetro de poro controlado que tem a função de dar estabilidade mecânica para a segunda camada depositada sobre uma das faces. Esta segunda camada é formada por uma película fina filtrante ou membrana granular. A camada suporte foi desenvolvida a partir da técnica de replicação cerâmica de uma espuma poliuretânica com diferentes tamanhos de poros (45 e 75 poros por polegada linear, ppi). A membrana filtrante foi preparada a partir de uma mistura de 75%, em massa, de alumina eletrofundida, passante na peneira de 70 e retida na de 80mesh, com 25% de argila passante na peneira de 200mesh. Para caracterizá-los quanto aos parâmetros inerentes à filtração de gases, foram realizados testes de permeabilidade numa ampla faixa de velocidade superficial (1,5 a 22,5 cm/s) e de temperatura (20 a 700oC). Por meio dos testes de filtração, condicionamento e limpeza por pulso reverso em três níveis de temperatura (ambiente, 300C e 700C) numa velocidade superficial de 10cm/s, foi possível avaliar parâmetros tais como regeneração e eficiência de coleta. Uma suspensão aérea de concentrado fosfático com diâmetro mediano de 4,6m foi o material utilizado como aerossol de teste. As membranas foram caracterizadas por meio de análise de imagens, obtidas no microscópio eletrônico de varredura (MEV) e microscópio óptico e pôde-se visualizar a complexidade da camada filtrante. Verificou-se que tal camada é bastante complexa, sendo difícil a identificação de um elemento estrutural modelável. Os resultados mostraram que as eficiências de coleta globais obtidos foram altas, superiores a 96,5% em todos os testes, com queda de pressão aceitável. Pode-se constatar que a eficiência de coleta fracionária diminui com o aumento da temperatura e aumenta com o decorrer do tempo. A correlação proposta para a eficiência de coleta fracionária representou bem o comportamento experimental para os filtros cerâmicos estudados, respondendo de forma satisfatória às mudanças nas condições experimentais, em particular a temperatura.

ASSUNTO(S)

engenharia quimica espuma cerâmica filtração - gases quentes permeabilidade materiais cerâmicos filtro cerâmico

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