¿Qué son los Filtros de Bolsa?
Los filtros de bolsa son un tipo de dispositivo de captación de polvo que utiliza una tela filtrante tejida o no tejida para recoger partículas muy finas y polvo suspendido en el gas y purificar el gas o gases a tratar.
Se llaman filtros de bolsa porque la tela filtrante es cilíndrica y su bolsa está suspendida en el punto de entrada del gas tratado.
También existen precipitadores electrostáticos que utilizan energía eléctrica, pero los filtros de bolsa tienen la ventaja de que son más baratos de instalar y más fáciles de instalar que dichos precipitadores.
Usos de los Filtros de Bolsa
Los filtros de bolsa se utilizan en plantas de fabricación y procesamiento en las que se genera hollín y humo que contienen muchas partículas y polvo perjudiciales para el cuerpo humano y el medio ambiente.
Ejemplos típicos son las grandes incineradoras instaladas en las plantas siderúrgicas para procesar residuos.
La limpieza del aire mediante filtros de bolsa también es muy importante para mantener el aire limpio en espacios confinados y lugares donde se genera mucho polvo, y para garantizar la seguridad de las operaciones controlando las explosiones de polvo y otros peligros.
Materiales de los Filtros de Bolsa
Las telas filtrantes de filtros de bolsa suelen estar hechas de materiales que van desde el algodón hasta las resinas sintéticas de alto contenido polimérico, como el poliéster, el nailon, el polipropileno, el acrílico, el teflón y las fibras de vidrio. También se utilizan los de cerámica, en función de la temperatura del gas a tratar.
Los materiales de los filtros de bolsa se deciden en función de la temperatura a la que se utilizan, la naturaleza del gas, las propiedades de las partículas, la durabilidad y el precio.
Por ejemplo, el poliéster es barato, pero vulnerable a las altas temperaturas y a los álcalis. La poliimida es resistente a los disolventes, pero débil frente a ácidos y álcalis; el PTFE es resistente al calor y tiene una gran resistencia química, pero es muy caro. La fibra de vidrio tiene una excelente resistencia térmica y química, pero es cara y difícil de mantener.
Los filtros de bolsa son fáciles de instalar, pero la elección de la tela filtrante repercute directamente en los costes de funcionamiento, ya que la sustitución de la tela filtrante es un requisito previo. En cambio, si el tamaño es el mismo, es fácil cambiar el material, y éste puede cambiarse en función de las condiciones del emplazamiento, entre otras características.
Principio de Filtros de Bolsa
Los filtros de bolsa limpian el gas atrapando las partículas finas y el polvo del gas en las fibras de la tela filtrante a medida que el gas pasa a través de la tela filtrante.
La capacidad de eliminación de partículas y polvo es extremadamente alta, en torno al 99%, con capacidad para recoger incluso partículas muy pequeñas de 0,01 micrómetros o menos.
Aunque la capacidad de recogida es muy alta, después de un cierto tiempo de uso, la pérdida de presión aumenta debido a la acumulación de partículas recogidas en la superficie de la tela filtrante, y la capacidad de recogida de los filtros de bolsa disminuye.
Por lo tanto, cuando se alcanza la pérdida de carga establecida, las partículas depositadas deben ser barridas de la tela filtrante.
Para ello, existen dos métodos principales: el barrido mecánico y el barrido por chorro de pulso, en el que se introduce aire comprimido en el filtro para barrer las partículas.
Además, los filtros de bolsa de fibra de vidrio que se utilizan en las fundiciones de cemento y acero se limpian inyectando aire en dirección contraria a la de filtración.
Método de Eliminación de los Filtros de Bolsa
Los filtros de bolsa con altas pérdidas de presión necesitan ser limpiados de partículas acumuladas, lo que puede hacerse mediante vibración mecánica, contrapresión o chorros pulsantes.
La vibración mecánica se utiliza para aplicar vibraciones a los filtros de bolsa, mientras que la contrapresión se utiliza para eliminar las partículas depositadas dirigiendo el flujo de aire en dirección contraria a la utilizada durante la recogida de polvo. El método de lavado a contracorriente se utiliza para limpiar Filtros de bolsa de fibra de vidrio utilizados en plantas de fundición de cemento y acero.
Sin embargo, las vibraciones mecánicas y la contrapresión obligan a cortar el flujo de aire durante la eliminación del polvo, lo que significa que la captación de polvo debe interrumpirse. Por este motivo, el colector de polvo debe dividirse en varias cámaras para permitir un funcionamiento continuo.
Por el contrario, el sistema de chorro pulsante, como se muestra en el diagrama siguiente, en el que sólo una parte de los insectos se dispersa instantáneamente mediante un chorro inverso, no requiere la interrupción del proceso de captación de polvo, por lo que es posible el funcionamiento continuo sin una estructura multicámara.
Ejemplos de Problemas con Filtros de Bolsa
La estructura básica de los filtros de bolsa es más sencilla que la de otros colectores de polvo, lo que permite instalarlos en un espacio reducido y facilita su mantenimiento. Además, seleccionando adecuadamente el material y el tamaño de la tela filtrante, el filtro de bolsa puede alcanzar una elevada capacidad de captación de polvo en una gran variedad de entornos. Debido a estas características, los filtros de bolsa se utilizan ampliamente en diversos campos. Sin embargo, esta ventaja está a veces estrechamente asociada con diversas causas de problemas.
El problema más común es la caída o rotura de la tela filtrante. Esto se debe a la concentración local de gases que contienen partículas y a los cambios en la velocidad del flujo debidos a las fluctuaciones de carga, que hacen que la tela filtrante se agite y entre en contacto con las telas filtrantes y carcasas adyacentes. Esto puede solucionarse a veces instalando placas rectificadoras adicionales, como metal perforado, para regular el flujo de gas. Se puede reducir el número de telas filtrantes instaladas y la densidad de las telas filtrantes en las zonas donde hay riesgo de contacto, pero sólo como medida provisional, ya que esto reduce la eficacia de la captación de polvo.
Los problemas más graves son la ignición y la explosión. En general, la mayoría de los sistemas de captación de polvo de las incineradoras utilizan filtros de bolsa. En los filtros de bolsa para incineradoras, el objetivo de la captación de polvo es el carbón fino y, dado que el sistema suele estar sometido a presión negativa, el aire exterior puede entrar por los huecos de la carcasa, creando las condiciones para que se produzca la ignición. Además, si los finos quedan retenidos en el sistema debido a la obstrucción de la tela filtrante, etc., aumenta el riesgo de explosiones de polvo.
Aunque es sencillo y fácil de instalar, este equipo también es muy sensible. Para evitar estos problemas, es importante seleccionar un filtros de bolsa adecuado y realizar un mantenimiento periódico.