Aula 1_ filtracaoOPI (2015_1).ppt

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  • OPERAESUNITRIAS I

    UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHOCENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIACURSO DE ENGENHARIA QUMICA

  • FILTRAO

    Consiste na separao de partculas slidas de uma suspenso lquida mediante o escoamento desta suspenso em um meio poroso estacionrio, denominado de meio filtrante, no qual o slido permanece retido sobre este meio, forma um depsito que se denomina torta de filtrao, cuja espessura cresce e se deforma continuamente e passa a desempenhar um papel fundamental no decorrer da operao de separao.

    A fase fluida que atravessa o meio poroso denominada de filtrado. A Figura 1 ilustra uma suspenso submetida a operao de filtragem

  • CLASSIFICAO E TIPOS DE FILTROS

    Para se especificar um filtro adequado a determinada aplicao deve-se considerar fatores associados s caractersticas da torta resultante e da suspenso a ser filtrada.

    As caractersticas relevantes da torta so:

    Quantidade de tortaCompressibilidadePropriedades fsico-qumico (pH, precipitao, reao qumica). Uniformidade (rugosidade, porosidade).Pureza dos slidos (contaminao com o meio filtrante)

  • As caractersticas relevantes da suspenso so:

    Vazo da alimentaoTemperaturaPropriedades do fluido (densidade, viscosidade e corroso)Natureza do slido (heterogeneidade, esfericidade, distribuio granulomtrica )Concentrao de slidos

  • Na seleo do equipamento alm da adequao e eficincia do processo, o custo total de operao deste equipamento deve ser considerado, discutindo tambm a relao custo - beneficio ou preo - desempenho.

    Para classificar os diversos modelos de filtros, os seguintes critrios devero ser observados.

    Fora Motriz: - Ex: gravidade, presso, vcuo, vcuo-presso e fora centrfuga.Material do Meio Filtrante: - Ex: areia, asbestos, tecido, meio poroso rgido, papelFuno: - Ex: clarificadores, filtros para torta ou espessadores.Detalhes Construtivos: - Ex; Filtros de areia, placas e quadros, lminas ou rotativos.

  • Seguindo os critrios definidos acima, classifica-se os principais filtros da industria qumica como:

    Filtros de leitos porosos granularesFiltro prensa de cmarasFiltro prensa de placas e quadrosFiltros de laminasFiltros contnuos Rotativos DiscoshorizontaisFiltros Especiais.

  • Fatores de Projeto

    Quantidade de matria a ser operado.Concentrao da suspenso da alimentaoGrau de separao que se deseja efetuar.Propriedades do fluidoRegime de escoamento Custos

  • REGIMES DE FILTRAO

    PRESSO CONSTANTE

    VAZO CONSTANTE

    EM REGIME MIXTO

  • FILTRAO PRESSO CONSTANTE.

    Mantem-se uma queda de presso constante com auxilio da bomba que fora o fluido, sendo que a vazo vai sendo reduzida a medida que cresce a espessura da torta. Aplicada para precipitados poucos compressveis.

    FILTRAO VAZO CONSTANTE

    Utilizada para precipitados compressveis ,deve-se iniciar a filtrao com presses reduzidas para no torn-lo pouco permevel e ir aumentando gradativamente a medida que cresce a espessura da torta (aumentando a resistncia a filtrao), mantendo-se constante a vazo de filtrado.

  • FILTRAO EM REGIME MIXTO.

    Na realidade, nem sempre se mantm rigorosamente as condies de filtrao, dificultando as previses tericas., porque as condies de operao esto associadas ao funcionamento da bomba que fora a suspenso

    Bomba centrfuga - Predomina presso constante

    Deslocamento positivo Predomina vazo constante.

  • PROJETO DE FILTROS.

    Para o projeto de filtro procura-se relacionar:Propriedades da tortaEspessura da torta e rea de filtrao.Queda de presso na tortaVolume de filtrado na unidade de tempo.

  • TRATAMENTO MATEMTICO E EQUAES DE BALANOPara ocaso de filtrao plana unidirecional de suspenses, onde o fluido incompressvel e ocorre formao de torta a lei de DARCY, pode ser aplicada, para a determinao das quedas de presso na torta (-Pt ) e no meio filtrante (-Pm ) em funo da velocidade superficial (q), conforme ilustra a Figura 2

    Lm Espessura do meio filtranteL(t) Espessura da torta (varia com o tempo)

  • BALANO DE MASSA NA TORTA

    Admitindo que todo o slido existente na suspenso da alimentao fica retido na torta, ou seja, a quantidade de slido no filtrado desprezvel, e o balano de massa pode ser definido como::

    MASSA DE SLIDOS NA TORTA

  • MASSA DE SLIDOS NA SUSPENSO

  • RESISTNCIA ESPECFICA DA TORTA. ()