Para um filtro prensa com elementos de metal para a filtração de 8 m³/h de uma suspensão aquosa de Na2CO3. Especifique a espessura da torta,
• Propriedades da água : ρf = 1 g/cm3, μf = 1 cP
• Densidade do CaCO3: ρs = 2,54 g/cm3
• Concentração da suspensão: 55 g de Na2CO3/L de água
• Propriedades da torta (0,4 < Δp < 6 atm)
• <α> = 1,42.1010.Δp0,31 (cm/g) (p em atm)
• <εs> = 0,243 + 2,87.10-2 Δp (p em atm)
• Condições operacionais na filtração e na lavagem: Δp=3,2 atm.
• A lavagem deve ser efetuada com volume de água uma vez e meia maior que o volume da torta.
• Tempo de desmantelamento, limpeza e montagem: 15 minutos.
Determine:
a) Os parâmetros tempo de filtração, tempo do ciclo completo, volume do filtrado, área e filtra-ção, em função de uma espessura da torta pré-definida.
b) Escolha um filtro de Shiver (Tabela 1) e determine a dimensão nominal dos elementos, a área filtrante efetiva por quadro e o número de quadros.
• Propriedades da água : ρf = 1 g/cm3, μf = 1 cP
• Densidade do CaCO3: ρs = 2,54 g/cm3
• Concentração da suspensão: 55 g de Na2CO3/L de água
• Propriedades da torta (0,4 < Δp < 6 atm)
• <α> = 1,42.1010.Δp0,31 (cm/g) (p em atm)
• <εs> = 0,243 + 2,87.10-2 Δp (p em atm)
• Condições operacionais na filtração e na lavagem: Δp=3,2 atm.
• A lavagem deve ser efetuada com volume de água uma vez e meia maior que o volume da torta.
• Tempo de desmantelamento, limpeza e montagem: 15 minutos.
Determine:
a) Os parâmetros tempo de filtração, tempo do ciclo completo, volume do filtrado, área e filtra-ção, em função de uma espessura da torta pré-definida.
b) Escolha um filtro de Shiver (Tabela 1) e determine a dimensão nominal dos elementos, a área filtrante efetiva por quadro e o número de quadros.
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Resposta:
a) Para calcular os parâmetros de tempo de filtração, tempo do ciclo completo, volume do filtrado e área de filtração, é necessário conhecer a espessura da torta. Como ela não foi pré-definida, será necessário calcular essa espessura usando as propriedades da torta e da suspensão fornecidas.
Espessura da torta (h):
h = (V x C x ρs) / (A x Δp x <α>)
V = 8 m³/h (volume de suspensão)
C = 55 g/L (concentração da suspensão)
ρs = 2,54 g/cm³ (densidade do CaCO3)
A = área de filtração (a ser calculada)
Δp = 3,2 atm (condições operacionais)
<α> = 1,42.1010.Δp0,31 (cm/g) (propriedade da torta)
h = (8 x 55 x 2,54) / (A x 3,2 x 1,42.1010.3,20,31)
Para calcular o volume do filtrado, usa-se a seguinte fórmula:
Volume do filtrado (Vf) = V x <εs>
<εs> = 0,243 + 2,87.10-2 Δp (propriedade da torta)
Vf = 8 x (0,243 + 2,87.10-2 x 3,2)
Tempo de filtração:
Tempo de filtração (t) = V / Vf
Tempo do ciclo completo:
Tempo do ciclo completo (tc) = t + 15 min (tempo de desmantelamento, limpeza e montagem)
b) Escolhendo um filtro de Shiver com área de filtração entre 7 e 25 m², a dimensão nominal dos elementos seria 24 in. A área filtrante efetiva por quadro seria 0,65 m² para elementos de metal. O número de quadros necessários seria de 11,5 (calculado com A = 7 e A = 25 m² e dividindo pela área filtrante efetiva por quadro). Como o número de quadros precisa ser inteiro, pode-se escolher 12 quadros para garantir que a área de filtração necessária seja atendida.