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Projeto de filtro prensa industrial por meio da filtração de óxido de cálcio em escala piloto

Resumo: O filtro prensa de placas e quadros é um dos mais consagrados sistemas de filtração utilizados na indústria. Fundamentado nesta contextualização e objetivando dimensionar um filtro prensa de placas e quadros de grandeza industrial para filtrar uma solução efluente rica em óxido de cálcio, foram desenvolvidos ensaios em condições laboratoriais, a fim de obter os parâmetros do meio filtrante necessários para desenvolver a concepção do filtro a partir da Lei de Darcy, a qual é uma equação fenomenológica, largamente conceituada, que descreve o fluxo de fluídos em meio porosos. A partir dos experimentos realizados, foram determinados os parâmetros da Equação da Lei de Darcy, o qual possibilitou delinear um filtro prensa de porte industrial com 141m2  de área filtrante, para processar um volume de 100 m3 em 28.800 s, de solução de óxido de cálcio na mesma concentração dos ensaios. As dimensões proporcionadas por este método foram compatíveis com filtros industriais, o que corroborou o método sugerido para dimensionar um filtro prensa em magnitude fabril, alicerçado pela Lei de Darcy.

Introdução: Filtração é um processo que tem como princípio a separação de um sólido de um líquido ou de um gás, no qual se encontra suspenso, onde o líquido passa através de um meio poroso que retêm o sólido formando o que é denominado de torta (BLACKADDER; 2004). Dentre as diversas vantagens de se utilizar filtro prensa, podemos citar o baixo custo de manutenção, menor consumo de energia, baixo custo no descarte dos sólidos, além do reaproveitamento da água, gerando benefícios. Pode-se citar, também, que o equipamento é capaz de produzir torta seca, proporcionando fácil manuseio e transporte, vida útil longa e redução na geração de resíduo (RUBIM, 2012). O funcionamento do filtro prensa placas e quadros baseia-se na alimentação a partir de uma bomba, da suspensão a ser filtrada, sendo que cada placa possui uma lona que delimita a formação da torta, que se formará conforme o composto flui contra placas filtrantes separando o sólido do líquido. Conforme a suspensão vai passando pelas placas, a concentração de sólidos aumenta e a pressão de alimentação se eleva proporcionalmente, fazendo com que os sólidos se aproximem mais, formando uma torta compacta com baixa concentração de líquidos. A saída do filtrado acontece através de torneiras que existem do lado de cada placa (GAUTO; ROSA, 2011). As tortas de filtração podem dividir-se em duas classes, tortas compressíveis e incompressíveis. No caso de uma torta incompressível, a resistência ao fluxo de um dado volume não é apreciavelmente afetada, quer pela diferença de pressão da torta, quer pela velocidade de deposição do material. Com uma torta compressível o aumento da diferença de pressão causa a formação de uma torta mais densa com maior resistência (FOUST, 1982). A cal hidratada é o produto resultante da combinação do óxido de cálcio ou cal virgem com a água. É um produto muito usado no controle de pH durante a flotação, coagulação, neutralização de soluções ácidas, controle de pH, reduzir o odor e eliminar agentes patogênicos, dentre outras aplicações (SILVA, 2007). Objetivo desse trabalho foi desenvolver um projeto de filtro placas de quadros e placas, de escala industrial para separação do óxido de cálcio a partir de análises realizadas em laboratório.

Autores: Michel Brasil da Silva; Alessandra Sovrani; Flávia Perosa; Gustavo Pereti e Samara Friebel.

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