Por Joe Kiolbasa, Gerente de produto da Donaldson Torit
Quando se trata da colocação de coletores de pó para aplicações de manuseio de materiais em indústrias de processo, há várias estratégias a escolher. A escolha errada pode aumentar suas despesas operacionais. A escolha da opção certa é baseada na aplicação e nas necessidades da instalação.
Estratégia centralizada de coleta de pó
Uma estratégia para a colocação de um coletor de pó é instalar um único coletor fora do edifício e executar a canalização para as diversas áreas do processo que estão gerando pó. Isso é conhecido como um sistema central de coleta de pó.
Há vários benefícios nesta escolha. O primeiro é o espaço relativamente pequeno que é ocupado no local da fonte de pó. Em uma instalação de processamento de pó e a granel, há uma infinidade de junções e processos que geram pó, incluindo pontos de transferência de esteiras transportadoras, aberturas de silo, mistura, despejo de mangas e locais de enchimento de mangas. Muitas dessas aplicações geram pó em locais com espaço limitado. Com uma estratégia centralizada de posicionamento do coletor de pó, uma capa de controle de pó pode ser inserida no local de geração do pó, que é então canalizado para o coletor. As coifas ocupam relativamente pouco espaço em comparação com um coletor completo, o que ajuda a superar os problemas de espaço restrito.
Outro benefício da colocação central de coleta de pó é que múltiplas fontes de pó podem ser manuseadas por um único coletor. Isso significa menos coletores para monitorar e manter.
Embora estes benefícios pareçam bons, há alguns inconvenientes a serem considerados com esta abordagem. Primeiro, uma abordagem de colocação centralizada requer dutos, e às vezes muitos deles. Além das despesas de aquisição dos dutos, há também o custo necessário para mantê-los, especialmente se o pó for abrasivo ou se os dutos forem expostos ao meio ambiente.
Outra desvantagem da abordagem centralizada de coleta de pó é que diferentes pós de diferentes processos estão sendo misturados em um único coletor. Se os pós coletados forem incompatíveis, você pode criar um risco de incêndios, explosões ou corrosão. Mesmo que os vários pós sejam compatíveis, a mistura combinada pode não ser adequada para a recuperação. Isso pode significar que a mistura pode precisar ser transportada para um aterro sanitário. Os custos de transporte e de aterro sanitário podem se acumular rapidamente.
O aumento das despesas com energia é outra desvantagem potencial para a colocação de uma central de coleta de pó. Com uma abordagem de colocação centralizada, o sistema puxa ar de todas as coifas conectadas ao coletor, mesmo que apenas uma parte do equipamento que produz pó esteja operando. A energia é desperdiçada pelo movimento do ar das coifas onde não se produz pó.
Por último, mas não menos importante, se a geração de pó de vários processos estiver conectada a um coletor de pó, grande parte da operação pode precisar ser desligada quando chegar a hora de fazer a manutenção do coletor de pó. Isso poderia obrigar uma instalação a apenas fazer a manutenção no coletor nos fins de semana ou feriados, o que resulta em custos de mão de obra mais altos.
Estratégia de colocação dedicada de coletores de pó
Uma segunda estratégia inclui a dedicação de um coletor de pó a cada aplicação específica geradora de pó ou a cada área geradora dos mesmos pós. Um benefício potencial desta abordagem sobre a colocação centralizada é que um coletor no mesmo tipo de pó permite que o pó coletado seja potencialmente recuperado em vez de levado para um aterro sanitário.
Outro benefício é que coletores menores em pontos específicos permitem que a manutenção seja feita em um coletor de cada vez sem desligar toda a operação. Esta abordagem também permite consumo de energia sob medida que corresponde às mudanças na produção, uma vez que os coletores operam somente quando a área específica de trabalho que gera pó está em operação.
Uma desvantagem percebida de uma estratégia de colocação dedicada de coletores é o aumento do número de coletores e ventiladores necessários. À primeira vista, isso pode parecer verdade. Entretanto, na maioria dos casos, a estratégia dedicada de coletores de pó custará menos do que a estratégia centralizada quando se considera a economia de custos em:
- uso de dutos de tamanho menor;
- comprimento reduzido das passagens dos dutos;
- tempo de instalação reduzido; e
- redução dos requisitos gerais de potência.
Embora as estratégias de colocação centralizada e dedicada pareçam ter grandes desvantagens, elas ainda são boas para aplicações onde o pó que está sendo coletado é considerado parte de um fluxo de resíduos. Um exemplo perfeito seria a pó proveniente de operações de limpeza, como as da indústria de grãos.
Estratégia integrada de coletores de pó
A terceira e mais inovadora estratégia de colocação é o coletor de pó integrado (ou fonte). Esta estratégia envolve a fixação de um coletor de pó diretamente no processo para que o pó coletado seja devolvido diretamente de volta ao fluxo do produto. Anteriormente, esta estratégia só podia ser usada em aplicações onde houvesse grande quantidade de espaço disponível para um coletor no processo. Novas tecnologias recentes na coleta de pó agora permitem que os coletores de pó sejam muito menores para que se encaixem em espaços muito apertados. Os filtros com mangas em forma de envelope e coletores de cartucho encolheram em tamanho em relação aos filtros com mangas em forma tubular, mas agora os coletores com pacotes de filtros pregueados estão encolhendo drasticamente ainda mais o tamanho dos coletores de pó. Como estes filtros oferecem mais elementos filtrantes colocados em um espaço menor, os coletores podem ser até 70% menores do que os coletores de filtro de mangas tradicionais.
Os coletores de pó com pacotes de filtros canelados são muito menores do que os coletores de pó convencionais, o que permite que o coletor seja integrado em uma coifa de descarga em caminhão.
A estratégia do coletor de pó integrado tem muitos benefícios. Em primeiro lugar, como o coletor é realmente colocado exatamente onde o pó é gerado, não são necessários dutos na instalação. Isso reduz o custo dos dutos, a mão de obra para instalar os dutos e elimina os custos de manutenção dos dutos, especialmente quando se trata de pó abrasivo.
A economia de energia é outro benefício para esta abordagem. Ao utilizar as abordagens de colocação centralizada ou dedicada discutidas anteriormente, um ventilador extrai o ar empoeirado das coifas nos pontos de geração de pó, através dos dutos e finalmente para o coletor de pó. Dependendo do tamanho do sistema, os dutos podem exigir em um ventilador muito maior que consome grandes quantidades de eletricidade para transportar ar e pó para o coletor. Por outro lado, uma abordagem de colocação integrada não utiliza dutos ou coifas porque o coletor serve como coifa. Na maioria das situações, um pequeno ventilador ainda pode ser necessário para manter o processo sob pressão de ar negativa suficiente para levar o pó até o coletor, mas o tamanho do motor do ventilador necessário será consideravelmente menor e a potência consumida será menor, uma vez que não precisa transportar o pó através de dutos até um coletor remoto. Dependendo da aplicação, a economia anual de energia pode ser significativa.
A colocação integrada também resulta no retorno do pó coletado diretamente de volta ao fluxo do processo. Isso economiza dinheiro em diversas áreas. Com uma solução central ou dedicada, é preciso se livrar do pó coletado. Se houver valor no pó coletado, ele deve ser transportado de alguma forma para devolvê-lo ao processo. Isso significa transportá-lo de volta (custo adicional do equipamento) ou transportá-lo manualmente em lotes para o fluxo do processo (custo de mão de obra). Se não houver valor para o pó, ele ainda terá que ser transportado para um aterro sanitário ou depósito de lixo, o que resulta em custos de transporte e aterro sanitário.
A abordagem integrada, assim como a abordagem de colocação dedicada, pode exigir vários coletores, em vez de um único coletor grande. Isso pode significar mais coletores para fazer manutenção, mas esta abordagem pode ser útil porque é possível atender a qualquer coletor sem interrupção de toda a operação. Isto permite que a manutenção seja feita durante o horário comercial regular, de modo que não serão necessárias taxas de trabalho nos fins de semana ou feriados. Também significa que a operação inteira, ou uma grande parte dela, não depende de um coletor.
Finalmente, como a solução integrada utiliza coletores menores (por exemplo, design compacto, sem tremonha, sem estrutura com pernas), os custos de frete e instalação são bastante reduzidos. Considerando que não é necessário adquirir ou instalar dutos com esta abordagem, gera-se economia adicional na instalação.
Para entender melhor os benefícios da abordagem integrada, vejamos alguns exemplos reais.
Caminhão basculante na região central dos Estados Unidos
Uma estação de descarga de caminhões de grãos na região central dos Estados Unidos foi originalmente projetada sem coleta de pó. Depois que a instalação começou a funcionar, rapidamente percebeu que eram necessários coletores de pó. Um revendedor Donaldson Torit instalou quatro coletores Torit® PowerCore® CPV-6 (coletores de pó com pacotes de filtros pregueados) em cada uma das docas de descarga de caminhão. Como não havia espaço suficiente para que os ventiladores fossem instalados diretamente em cada um dos coletores, os dutos ligavam os coletores aos ventiladores fora das docas. Mesmo que este local não se beneficie de toda a economia de energia que normalmente é gerada com o uso da estratégia integrada, o gerente do local está satisfeito por não ter pó abrasivo passando pelos dutos. Isso representa uma economia significativa na manutenção dos dutos. Ele também gosta do fato de haver menos filtros para substituir porque cada pacote de filtros substitui mangas de seis a oito pés de altura que a unidade usaria caso tivesse instalado um filtro de mangas fora do edifício. O fácil acesso aos filtros é um bônus.
Quatro coletores Donaldson Torit CPV-6 no poço de descarga de caminhões de grãos
Se o local tivesse sido capaz de utilizar cinco ventiladores HP instalados em cada um dos coletores em vez de tê-los canalizado para um ventilador central de 25 HP fora do edifício, cada doca de descarga de caminhões poderia ter economizado US$ 2.391 anualmente em custos de eletricidade (considerando 4.000 horas de operação e um custo de 15 centavos por quilowatt-hora). Como efetivamente há quatro baías, a economia total neste exemplo poderia ter sido de US$ 9.564 por ano.
Southern Cement
Outro exemplo dos benefícios de uma abordagem integrada para coleta de pó é a estação de transferência de cimento Southern Cement em Mobile, Alabama. O cimento Southern Cement descarrega o cimento e o transporta pneumaticamente para três depósitos separados até ser transferido para carregamento em caminhões ou vagões ferroviários. Quando o cimento é transportado para as casas de armazenamento, os coletores controlam o pó e o mantém em cada local de armazenamento.
O projeto original incluía três coletores centrais de pó (um coletor localizado fora de cada um dos compartimentos de armazenamento). Entretanto, um revendedor Donaldson Torit propôs uma solução mais eficaz. O revendedor sugeriu que seria melhor usar uma solução integrada instalando cinco coletores Donaldson Torit Dalamatic Insertable no teto de cada compartimento de armazenamento. Os ventiladores acoplados a cada Insertable agora extraem ar empoeirado através dos filtros. Embora ambas as soluções exigissem um deslocamento de ar de 20.000 pés cúbicos por minuto por compartimento de armazenamento, é necessária menos pressão estática com a solução integrada Dalamatic Insertable porque todas as perdas no duto foram eliminadas. Isso resultou em uma economia elétrica de mais de US$ 18.000 por ano. O cliente também desfruta dos seguintes benefícios:
- Não há necessidade de válvulas rotativas ou transportadores helicoidais para transportar o pó de cimento coletado, pois este é pulsado do coletor diretamente de volta para os locais de armazenamento.
- Se os coletores precisarem de manutenção, ela pode ser feita em um de cada vez sem a necessidade de desligar toda a operação.
- Não são necessários dutos, o que economiza no custo inicial e na manutenção.
Donaldson Torit Dalamatic Insertables usados como solução integrada na Southern Cement
Existem múltiplas estratégias de colocação de coletores de pó que podem ser empregados em uma instalação de processamento de pó e a granel. O uso da solução integrada, quando possível, resultará em muitas formas de economia de custos.
