Um filtro-prensa separa um lodo bombeável ou uma pasta de processo em filtrado e um bolo de filtração. A configuração adequada depende do material, das condições exigidas para o bolo, do objetivo do filtrado, do tempo de operação disponível e do nível de automação de manuseio necessário no local.
Comece pela tecnologia de placas: escolha uma prensa de câmara recuada para filtração por pressão convencional ou avalie uma prensa de membrana quando um estágio secundário de compressão possa agregar valor ao processo. Em seguida, especifique os controles adequados e as funções de manuseio de materiais.
Conheça os filtros-prensa de câmara embutida Conheça as prensas de filtro de membrana
O que é um filtro-prensa?
Um filtro-prensa industrial é um sistema de filtração por pressão em lote. Uma bomba de alimentação conduz o lodo ou a pasta condicionada para um conjunto fechado de placas de filtração revestidas com tecido. O líquido passa pelo tecido e pelos canais de drenagem das placas na forma de filtrado, enquanto os sólidos retidos se acumulam nas câmaras como bolo de filtração. Quando o ponto final da filtração é atingido, a alimentação é interrompida, o filtro-prensa é despressurizado e aberto, e os bolos são descarregados.
A prensa é apenas uma parte de um processo mais amplo. O armazenamento da matéria-prima, o condicionamento, o bombeamento, o direcionamento do filtrado e o manuseio do bolo, todos esses fatores afetam o desempenho da instalação. Portanto, uma escolha confiável deve partir da composição da pasta e do objetivo operacional, e não apenas da vazão nominal.
Como funciona um filtro-prensa
1. Preparar e alimentar a pasta
A matéria-prima é retida ou condicionada conforme necessário e, em seguida, fornecida pela bomba de alimentação selecionada. Os sólidos da matéria-prima, o comportamento das partículas, a viscosidade e o tratamento químico influenciam o enchimento da câmara e a formação do bolo.
2. Feche e sele o conjunto de placas
O sistema de fechamento aproxima as placas e mantém a força de vedação necessária para resistir à pressão de filtração. O fechamento hidráulico das placas mantém o conjunto fechado; ele não espreme a água do bolo de filtração.
3. Filtro sob pressão da bomba de alimentação
A pressão da bomba impulsiona o líquido através do tecido filtrante, enquanto os sólidos se acumulam dentro das câmaras. O filtrado é coletado por meio de saídas abertas ou de um coletor fechado, dependendo do projeto selecionado.
4. Aplique uma dose adicional somente quando indicado
Em um filtro-prensa de membrana, um meio de compressão controlado expande as superfícies flexíveis da membrana após a etapa inicial de filtração e comprime o bolo formado. Um filtro-prensa de câmara recuada não possui a etapa de insuflação da membrana.
5. Abra a prensa e retire o bolo
Após a alimentação e quaisquer etapas opcionais do processo serem isoladas e a pressão ser liberada com segurança, o conjunto de placas se abre. Os bolos caem ou são removidos com auxílio dos panos, e a prensa é preparada para o próximo lote.
Escolha a configuração correta do filtro-prensa
Filtro prensa com câmara embutida
Cada câmara de filtração é formada por duas placas embutidas correspondentes. A bomba de alimentação fornece a pressão necessária para a separação líquido-sólido. Essa configuração é a opção mais direta quando a filtração por pressão convencional é capaz de atender às condições exigidas para o bolo de filtração, à duração do lote e ao objetivo do filtrado.
Veja como é avaliado um filtro-prensa de câmara embutida.
Prensa de filtro de membrana
A formação inicial do bolo ainda ocorre por meio da pressão da bomba de alimentação. Após essa etapa, superfícies de membrana flexíveis aplicam uma compressão separada e controlada ao bolo formado. Vale a pena avaliar essa configuração quando a consolidação adicional do bolo, a recuperação de líquido, o desempenho da lavagem ou o controle do ciclo possam justificar os recursos adicionais, os controles e a manutenção.
Veja em que casos a compressão por membrana pode ser adequada ao processo.
Prensa de filtro com câmara recuada x Prensa de filtro de membrana
| Ponto de seleção | Câmara recuada | Membrana |
|---|---|---|
| Mecanismo principal | Filtração sob pressão acionada pela bomba de alimentação | Filtragem inicial sob pressão da bomba de alimentação, seguida de compressão por membrana |
| Compressão secundária | Não incluído | Incluído quando as membranas são acionadas pelo sistema de compressão aprovado |
| Objetivo típico de seleção | Atenda aos requisitos relativos ao bolo e ao filtrado com disposições mais simples das placas e dos equipamentos auxiliares | Verificar se a compressão adicional do bolo gera valor operacional suficiente para justificar a etapa adicional |
| Comportamento da pasta e do bolo de filtração | É melhor avaliar com base no comportamento de formação de aglomerados durante a filtração sob pressão | É melhor avaliar após confirmar que o bloco formado responde adequadamente à compressão secundária |
| Implicações do ciclo | O ciclo depende do enchimento, da filtragem, da lavagem opcional ou do sopro de ar, da abertura e da descarga | Inclui etapas de compressão, liberação de pressão e controle; o efeito total do ciclo depende da aplicação |
| Serviços públicos | Bombeamento de alimentação, potência de fechamento e equipamentos auxiliares configurados | As mesmas necessidades básicas, além de um sistema projetado de abastecimento e controles para o meio de compressão |
| Manutenção | Tecidos, superfícies de vedação, placas, sistema hidráulico, bomba e equipamentos de descarga | Os mesmos itens básicos, além de membranas e componentes do sistema de compressão |
| Investimento relativo | Normalmente, a configuração inicial mais simples | Geralmente mais alto devido às placas de membrana, aos sistemas auxiliares e aos controles; o valor deve ser testado em condições reais de processo |
Nenhuma tecnologia de placas garante um nível universal de umidade do bolo, rendimento ou tempo de ciclo. Esses resultados dependem da matéria-prima e de como todo o processo é configurado e operado.
Opções de automação
“A expressão ”totalmente automática” descreve como as funções da prensa são controladas e operadas; não se trata de um terceiro mecanismo de filtração. Tanto uma prensa de câmara quanto uma de membrana podem ser configuradas com diferentes níveis de automação. O nível necessário deve ser definido função por função, em vez de se basear em um único rótulo.
| Nível | Conceito operacional | Pontos a serem definidos |
|---|---|---|
| Manual | Os operadores realizam as tarefas de movimentação de placas, remoção de resíduos e limpeza, conforme especificado. | Acesso, mão de obra, vigilância, isolamento seguro e frequência dos lotes |
| Semi-automático | As funções selecionadas são acionadas ou executadas em sequência, enquanto os operadores seguem as etapas de manuseio definidas. | Quais etapas são automáticas, quais exigem confirmação e como as falhas são tratadas |
| Totalmente automático | Uma sequência definida funciona com intervenção de supervisão, em vez de manuseio manual de rotina. | Controle de alimentação e válvulas, deslocamento de placas, auxílio na remoção do bolo, lavagem de tecidos, manuseio da descarga, instrumentação, intertravamentos e escopo do PLC/HMI |
As funções que podem exigir definição específica para cada projeto incluem fechamento hidráulico, deslocamento automático das placas, auxílio na remoção do bolo, lavagem do tecido filtrante, gerenciamento de gotejamento, transportadores, bombas, válvulas, instrumentos, proteções, intertravamentos e integração com PLC/HMI. A disponibilidade e o escopo final devem ser confirmados para a máquina selecionada.
Principais componentes e opções disponíveis
- Estrutura e sistema de fechamento: sustentar o conjunto de placas, alinhar as peças móveis e manter a força de vedação durante a filtração.
- Conjunto de placas filtrantes: forma as câmaras e os canais de drenagem. A construção das placas deve ser identificada a partir de dados verificados das placas, e não a partir de uma fotografia da máquina como um todo.
- Tecido filtrante: retém os sólidos, permitindo a passagem do filtrado. O material, a trama, a permeabilidade e o método de fixação são selecionados de acordo com a pasta e o método de limpeza.
- Conexões de alimentação e de filtrado: distribuir a pasta pelas câmaras e encaminhar o filtrado para o ponto de coleta desejado.
- Equipamentos para manuseio de placas: pode mover as placas e auxiliar na retirada do bolo após a embalagem ter sido aberta com segurança.
- Dispositivos de segurança e controle: monitorar o processo e restringir o acesso a condições perigosas relacionadas a movimentos ou pressão.
A construção das placas, os detalhes da membrana, a disposição do filtrado e as opções auxiliares devem constar na proposta técnica do candidato selecionado câmara recuada ou membrana configuração.
Como selecionamos e dimensionamos um filtro-prensa
Uma recomendação responsável requer um conjunto de dados do processo. Quando a pasta é variável ou o comportamento da filtração é desconhecido, pode ser necessário realizar testes com amostras antes de se definirem as premissas relativas à área da placa, ao volume da câmara, à capacidade da bomba e ao ciclo.
Dados sobre lamas
- Origem do lodo ou da pasta de processo e etapas de tratamento anteriores
- Volume médio e máximo da pasta, concentração de sólidos e densidade, quando conhecidos
- Distribuição granulométrica, comportamento de sedimentação, abrasividade e comportamento de formação de bolo
- pH, temperatura e composição química relevantes para a compatibilidade com o material em contato com o fluido
- Produtos químicos utilizados atualmente para o tratamento da água e práticas de dosagem, se houver
Resultado esperado
- Condição alvo para o manuseio do bolo e o motivo dessa meta
- Objetivo de claridade do filtrado, recuperação, descarte ou reutilização
- Qualquer exigência relativa à lavagem de resíduos, ao sopro de ar ou à secagem a jusante
- Resultado atual e a melhoria esperada com uma nova prensa
Local e condições operacionais
- Horário de funcionamento, lotes por turno e nível de supervisão aceitável
- Energia elétrica disponível, ar comprimido, água de serviço e drenagem
- Espaço necessário para a instalação, acesso, espaço livre para queda de resíduos e espaço para manutenção
- Manuseio de materiais, controles, interfaces e normas de segurança exigidos
Contextos típicos de processo a serem avaliados
Os filtros-prensa são comumente utilizados em situações em que uma etapa de filtração sob pressão em lote pode converter um fluxo bombeável contendo sólidos em um filtrado separado e um bolo de filtro manejável. Os contextos relevantes podem incluir:
- lodo de efluentes industriais e sólidos precipitados;
- polpas provenientes do processamento de minerais, do processamento de rochas ou de agregados;
- hidróxido metálico e outros resíduos inorgânicos de processo; e
- suspensões de produtos ou subprodutos nas quais tanto a qualidade do filtrado quanto a recuperação do bolo são importantes.
A adequação não é determinada apenas pelo nome do setor. O material deve formar um bolo permeável nas condições propostas, e o tecido, a bomba, o conjunto de placas e o ciclo selecionados devem ser compatíveis com o processo.
Integração completa do sistema de desaguamento de lodo
O filtro-prensa deve se integrar aos processos a montante e a jusante. Um projeto pode incluir o condicionamento ou a dosagem de lodo, um tanque de alimentação ou tampão, uma bomba de alimentação adequada, a coleta ou o retorno do filtrado e um transportador de bolo ou recipiente de coleta. A instrumentação e os controles devem coordenar o filtro-prensa de batelada com qualquer fluxo contínuo a montante.
Se a primeira decisão for se o filtro-prensa é, de fato, a família de tecnologia adequada, volte para o Visão geral dos equipamentos de filtragem. Esta página aborda exclusivamente a seleção dentro da família das prensas de filtro.
Perguntas frequentes
Um filtro-prensa de placas e armação é o mesmo que um filtro-prensa de câmara recuada?
Não. Um filtro-prensa tradicional do tipo “placa e estrutura” alterna placas com estruturas ocas separadas que criam os espaços para o bolo de filtração. Um filtro-prensa de câmara recuada utiliza faces recuadas correspondentes nas placas para formar cada câmara, sem a necessidade de estruturas separadas. O termo “filtro-prensa do tipo placa e estrutura” é frequentemente utilizado de forma imprecisa no mercado; portanto, a construção real das placas deve sempre ser confirmada.
Qual é a diferença entre os filtros-prensa de câmara e os de membrana?
Ambos começam com a filtração sob pressão acionada pela bomba de alimentação da pasta. Uma prensa de membrana incorpora superfícies de membrana flexíveis e uma etapa de compressão separada após a formação do bolo inicial. Uma prensa de câmara recuada depende da pressão da bomba de alimentação e não possui etapa de insuflação da membrana.
Um filtro-prensa totalmente automático é um tipo distinto?
Não. O termo “totalmente automático” refere-se ao escopo do controle e da operação. As prensas de câmara e de membrana podem ser configuradas com funções manuais, semiautomáticas ou totalmente automáticas, dependendo do projeto do equipamento e do escopo do projeto.
O que determina a umidade do bolo de filtração?
Entre os fatores importantes estão o teor de sólidos na alimentação, a distribuição granulométrica, a permeabilidade do bolo, o condicionamento, o perfil de pressão de alimentação, a seleção do tecido, a profundidade da câmara, o controle do ponto final, a lavagem ou o sopro de ar opcionais e se é utilizada uma pressão de compressão da membrana testada. Não existe um resultado universal para a umidade do bolo em todas as suspensões.
O filtro-prensa opera em modo contínuo ou em lotes?
Um filtro-prensa de placas opera em lotes: o conjunto de placas se fecha, enche e filtra, e depois se abre para a descarga do bolo. Os tanques e os controles podem servir de buffer para um processo contínuo a montante, mas o ciclo do filtro-prensa em si continua sendo baseado em lotes.
Quais informações são necessárias para determinar o tamanho?
Forneça informações sobre a origem da pasta, o volume, a concentração de sólidos, o comportamento das partículas, as características químicas, a temperatura, o cronograma operacional, as condições desejadas para o bolo de filtração e o filtrado, os serviços de apoio disponíveis, o espaço no local e o nível de automação desejado. Pode ser necessário realizar testes de amostras quando o comportamento da filtração ainda não estiver definido.
Solicite uma recomendação sobre prensas de filtro
Envie as condições de processo listadas acima, juntamente com qualquer relatório de teste atual, informações sobre a amostra de polpa, planta baixa da fábrica e escopo de fornecimento exigido. A PORVOO poderá, então, avaliar a tecnologia de placas adequada, a área de filtração, o volume da câmara, o sistema de alimentação e o pacote de automação para discussão técnica.
