Estructura y funcionamiento del filtro de mangas: pros y contras + particularidades de la sustitución de la manga filtrante

Sin duda, el cumplimiento de las normas ambientales es una condición importante para el funcionamiento exitoso y seguro de cualquier producción. La limpieza del aire contaminado por productos de procesamiento es un requisito principal para las empresas mineras, cementeras, químicas, molineras, metalúrgicas y de otros sectores, en cuyas actividades se genera una gran cantidad de polvo, hollín y otros contaminantes microscópicos.

Pero las modernas estructuras de limpieza permiten resolver eficazmente el problema del exceso de polvo en el aire: la estructura y el funcionamiento del filtro de mangas están orientados precisamente a eliminar las partículas más finas de suspensiones nocivas. Después de la instalación de este equipo, todo el polvo y la suciedad se depositan en las paredes del filtro, y a la atmósfera se libera un aire más ligero y libre de impurezas.

En este material examinaremos la composición y los principios de funcionamiento del filtro de mangas, conoceremos los métodos de su autorregeneración y reemplazo, y también revelaremos las ventajas y desventajas de esta estructura de limpieza.

Necesidad de limpieza del aire en la producción

La crisis ecológica en el planeta se agrava cada día. Las empresas industriales desempeñan un papel nada insignificante en esto: las fugas de productos químicos, la contaminación de cuerpos de agua con aguas residuales y las emisiones de polvo afectan de manera extremadamente negativa tanto al estado de la naturaleza como a la salud de las personas.

Además del daño directo a los trabajadores y residentes que viven cerca de la producción, el polvo también perjudica a la propia empresa. La capa de polvo afecta negativamente al funcionamiento del equipo, empeora el estado del sistema de ventilación y de los intercambiadores de calor. Estos factores pueden llevar a una disminución de la calidad del producto fabricado e incluso aumentar su coste debido a averías y un desgaste más rápido de la maquinaria utilizada.

La supresión del polvo en las empresas se organiza mediante diferentes métodos. Además de capturar las partículas en suspensión con filtros especiales, se puede utilizar un sistema de nebulización, gracias al cual las partículas de suciedad se depositan junto con las microgotas de agua.

Es por ello que la captura y neutralización de polvo de calidad es una etapa indispensable de todo el proceso tecnológico en la producción. El filtro de mangas realiza eficazmente las tareas encomendadas y protege no solo la naturaleza y las personas, sino también el equipo de la empresa.

¿Cómo está estructurado y cómo funciona el filtro de mangas?

El equipo de limpieza con filtro de mangas puede utilizarse tanto como parte de la ventilación interna, que prevé el retorno del aire purificado al interior, como como un sistema de limpieza total del aire antes de su emisión al medio ambiente.

El filtro de mangas es una estructura bastante simple, que consta de los siguientes elementos principales:

• carcasa para los módulos de filtración;
• cámaras para aire limpio y aire sucio;
• tolva y soporte;
• válvula de entrada, a través de la cual pasa la mezcla de aire;
• manga de filtrado o conjunto de mangas, que están ubicadas en el recorrido del aire;
• válvula de salida con regulador de presión, que permite el paso del flujo purificado;
• sistema de regeneración del filtro, que permite limpiar periódicamente la manga del polvo.

El diseño del dispositivo está diseñado para permitir el paso de una cantidad bastante grande de aire o gas. Los flujos arrastrados por la válvula de entrada atraviesan el sistema, dejando partículas de polvo u hollín en la superficie del filtro de base tejida o no tejida.

En el esquema anterior se muestra claramente la estructura del filtro de mangas y la dirección del paso de los flujos de aire contaminado y purificado a través del sistema de purificación de aire.

El filtro puede ser individual, pero los conjuntos con una batería de mangas siguen siendo más efectivos, ya que purifican el aire de manera más eficiente. Después de la manga, el aire tratado se libera a través de la válvula de salida, equipada con automatización para regular la presión.

En realidad, la estructura cumple tres funciones principales:

• purifica cualitativamente la mezcla de gas y aire de contaminantes;
• asegura la uniformidad de la carga de polvo;
• regula la cantidad de aire que ingresa para la filtración.

La separación de partículas finas presentes en el aire residual permite garantizar la pureza adecuada del flujo de salida. Las suspensiones no deseadas se retienen de manera segura dentro de la manga, que se limpia por sí sola durante la fase de regeneración.

Tipos principales de mangas filtrantes

La selección del filtro de mangas adecuado se basa en las particularidades de la producción y la naturaleza del polvo generado en su proceso. Los principales criterios a considerar al elegir este equipo son el rendimiento de la instalación y la profundidad de limpieza del aire entrante. Los demás parámetros son individuales: el grado de importancia depende de las condiciones de producción.

Por ejemplo, la elección del material del que está hecho el filtro depende completamente de las características de los contaminantes de polvo que surgen durante la producción.

Nº1: Diferencia según la capacidad del equipo

Los filtros de mangas se dividen en dos tipos principales: circulares y planos. El primer tipo está diseñado para su uso en instalaciones con alta carga de polvo y puede pasar y depurar volúmenes de aire bastante considerables: más de 100 mil m³ por hora.

Sin embargo, la operación de un equipo tan productivo requiere un suministro adicional de aire comprimido al sistema. Los caudales pueden alcanzar los 4000 litros por minuto.

Las mangas planas tienen un rendimiento más modesto, pero también una construcción más compacta. Estos sistemas de depuración son adecuados para talleres con baja carga de polvo.

Nº2: Clasificación según el tipo de instalación de las mangas

Según el tipo de instalación, los sistemas con filtros de mangas pueden ser verticales u horizontales. Estos últimos son más eficaces, ya que permiten pasar una mayor cantidad de aire o gas.

El propio recorrido del flujo a través de la manga es bastante prolongado, por lo que los poros del material del filtro atrapan más contaminantes.

Las mangas también se diferencian por su forma: elipsoidales, cilíndricas, rectangulares.

Nº3: Variedades según el material de fabricación

La clasificación y el principio de funcionamiento del filtro de mangas también se ven afectados por el material del que está hecho el elemento filtrante. A menudo está fabricado con tela.

El material del que está hecho el filtro de mangas también influye directamente en la resistencia al desgaste del equipo. Algunos tipos de tejidos son menos propensos a roturas y despresurización, lo que contribuye a un reemplazo menos frecuente del filtro.

Pueden ser tanto algodón o lana naturales como materiales sintéticos:

• poliéster;
• fibra de vidrio;
• poliamida;
• meta-aramida;
• politetrafluoroetileno;
• poliacrilonitrilo, etc.

La elección del material de la manga se basa en el tipo de producción, las características de la mezcla a filtrar, la dispersión y propiedades del polvo, y la agresividad del medio.

Últimamente, los filtros no tejidos con una estructura más homogénea y de poros finos gozan de especial popularidad, ya que, gracias a su superficie fibrosa, retienen más contaminantes.

Nº4: Clasificación según el método de regeneración

El método de recuperación de los filtros puede considerarse otra categoría de clasificación de estos dispositivos. La regeneración del conjunto de mangas es una etapa importante en el funcionamiento de la estructura, por lo que merece especial atención.

El método más popular para la regeneración de filtros de mangas es la purga por impulsos, mostrada en el diagrama anterior. Sin embargo, este método de limpieza no es adecuado para todos los tipos de industrias.

En realidad, la regeneración es el proceso de limpiar la manga de la suciedad acumulada.

El procedimiento puede realizarse mediante varios métodos, cuya elección depende de la naturaleza del polvo:

1. Limpieza por vibración, durante la cual la manga o batería de mangas se agita intensamente, después de lo cual las partículas de suciedad caen en una tolva especial para su posterior eliminación. El polvo se retira mediante un sistema de transporte de polvo: un transportador de tornillo o neumático, un tambor giratorio, una cadena raspadora, una compuerta de guillotina o de válvula.
2. Purga por impulsos o limpieza neumática. El filtro se somete a una purga por impulsos o limpieza neumática mediante un flujo de aire inverso que expulsa las micropartículas de los poros.
3. Limpieza combinada. La batería o una sola manga se someten a una limpieza combinada, durante la cual el filtro se agita y se expone a corrientes de aire limpio.

La limpieza por vibración puede ocurrir no solo automáticamente: el proceso de regeneración a veces se realiza manualmente gracias a una manija especial y se denomina limpieza mecánica de la manga.

Pero la mayoría de las veces, el proceso de regeneración se realiza automáticamente mediante sensores de suciedad que reaccionan a la cantidad de residuos acumulados y determinan la presión y la capacidad de flujo de la manga. Si la presión a la salida del conjunto cae, el sensor inicia el proceso de purga o el mecanismo de agitación.

La regeneración es sistemática y permite prolongar significativamente la vida útil del filtro de mangas. En promedio, el tiempo de uso del elemento filtrante puede alcanzar los tres años.

Con una baja carga de polvo en un entorno no agresivo en una pequeña área de producción, el funcionamiento completo del filtro de mangas puede alcanzar hasta cinco años, tras los cuales se requerirá su reemplazo programado.

Particularidades de la sustitución del filtro de mangas

Al igual que la instalación, el reemplazo de los filtros que han quedado inutilizables se realiza según la documentación del proyecto y las condiciones en las que opera el dispositivo de limpieza.

Se consideran múltiples factores clave:

• carga de polvo;
• dispersión del polvo y sus cualidades;
• características del entorno de trabajo;
• rendimiento del propio filtro;
• lugar de instalación;
• profundidad de limpieza de la mezcla, etc.

Si en la batería solo una manga falla, se puede aislar su funcionamiento sin reemplazo. Para ello, el filtro se obstruye a nivel de la placa tubular. No es necesario retirar la tubería de purga ni el bastidor.

El reemplazo del filtro de mangas se realiza después de su desgaste completo o de la disminución de la eficiencia de regeneración. Si se forman orificios pasantes en el material, el reemplazo puede realizarse mucho antes del plazo previsto.

Si el conjunto requiere un reemplazo completo, es necesario realizar las siguientes acciones:

1. Cierre las compuertas en la entrada y salida del compartimento, si esto está previsto por las características constructivas del sistema.
2. A través de la ventana de inspección, retire el tubo de soplado que conduce a la manga o batería que se va a reemplazar.
3. Retire el bastidor de la manga.
4. Elimine la manga de la estructura. Puede levantarla a través de la rejilla de tubos o arrojarla al depósito de polvo. En este último caso, será necesario retirar el filtro del compartimento a través de la ventana de inspección.
5. Instale la nueva manga en orden inverso. Después de la conexión, fije el bastidor y coloque el tubo de soplado.

Después de las actividades de reemplazo, es necesario realizar una prueba de arranque del equipo para verificar su funcionamiento.

Es mejor confiar el reemplazo a una empresa especializada, cuyos trabajadores tengan habilidades y experiencia en la extracción e instalación de filtros de mangas.

En nuestro sitio web también hay un artículo con instrucciones detalladas sobre el reemplazo del filtro en la ventilación de suministro.

Ventajas y desventajas de los dispositivos

Como cualquier otro equipo y sistema de limpieza, por ejemplo, la aspiración, el filtro de mangas tiene sus propias características de funcionamiento, durante las cuales se revelan las ventajas y desventajas típicas del sistema.

Las ventajas de este tipo de conjunto son considerablemente mayores que los defectos, por lo que los filtros de mangas se utilizan ampliamente en diversos sectores de producción.

La instalación de un sistema de ventilación con filtro de mangas no solo es adecuada para una producción a gran escala y compleja, por ejemplo, en la industria metalúrgica. Un sistema de filtración de aire similar también es apropiado en pequeños talleres de fabricación de muebles, losas para aceras, etc.

Entre las ventajas indiscutibles de los filtros de mangas se pueden incluir las siguientes características:

1. El diseño es universal, por lo que se integra fácilmente en los sistemas de ventilación y purificación de diferentes sectores industriales.
2. El conjunto con filtro de mangas se integra fácilmente en una línea tecnológica y requiere poco espacio para su instalación.
3. El grado de purificación de la mezcla gas-aire alcanza el 90-99%, lo que es un indicador extremadamente alto para un sistema de limpieza en seco.
4. La filtración ocurre con la misma eficacia tanto a temperaturas extremadamente bajas del aire como en condiciones de un espacio climatizado.
5. El control del conjunto es muy simple y puede automatizarse por completo.
6. El reemplazo programado de los filtros de mangas usados se realiza cada dos o tres años.

Además de las ventajas, el filtro de mangas también tiene pequeñas desventajas. La principal es la necesidad de suministro de aire comprimido en condiciones de filtración de volúmenes de aire superiores a 150 m³ por hora.

Para ciertos tipos de producción o condiciones de operación agresivas, pueden ser necesarios filtros fabricados con materiales costosos, como fibra de vidrio o meta-aramida, que son más resistentes al desgaste.

En el sistema de ventilación también se utilizan otros tipos de filtros. Hablamos más sobre los sistemas de filtración de aire y carbón en el siguiente artículo.

Conclusiones y video útil sobre el tema

La estructura y el principio de funcionamiento del sistema de limpieza con filtro de mangas se muestran claramente en el video a continuación:

El proceso de prueba de las mangas y el mecanismo de limpieza de los filtros fueron demostrados por el fabricante del equipo de limpieza:

El filtro de mangas es uno de los métodos más simples y eficaces de limpieza en seco del aire del polvo de diversos orígenes. El sistema universal se puede integrar con éxito en prácticamente cualquier proceso tecnológico en el que se generen grandes volúmenes de medio filtrante que requieran la máxima eliminación de suspensiones no deseadas. Las mangas son bastante fáciles de reemplazar y no requieren un mantenimiento complejo o costoso. Por lo tanto, los propietarios de instalaciones de producción definitivamente deberían considerar este tipo de limpieza del aire de escape.

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