BR112013008810B1

BR112013008810B1 - tecido com propriedades filtrantes aprimoradas para filtração de gases quentes e saco filtrante

Info

Publication number: BR112013008810B1
Application number: BR112013008810-9A
Authority: BR
Inventors: Kurt Hans Wyss; Cheng-Hang Chi
Original assignee: E.I. Du Pont De Nemours And Company
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2020-11-10
Also published as: CA2817897C; CN103260720A; BR112013008810B8; CA2817897A1; EP2648823A1; US20120311977A1; WO2012078890A1; BR112013008810A2; EP2648823B1; JP2014504207A; US8652230B2; CN103260720B

Abstract

TECIDO COM PROPRIEDADES FILTRANTES APRIMORADAS PAR A FILTRAÇÃO DE GASES QUENTES E SACO FILTRANTE. Tecido filtrante que apresenta propriedades filtrantes para filtração de gases quentes contendo uma manta de aramida não tecida. A manta apresenta um peso base de pelo menos 9,7 onças por jarda quadrada (330 gramas por metro quadrado) e é caracterizada por uma distribuição de tamanho de poro na qual o número de poros em uma certa faixa conforme medido pelo método de teste ASTM F316-03 é lotado contra o tamanho de poro. Em uma concretização preferida, a porcentagem de poros que apresentam um tamanho entre 10 e 26 (Mi)m é superior a 50%, enquanto a porcentagem de poros que apresentam um tamanho superior a 50 (Mi)m é menos de 0,5%.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001] O uso de fibras de tecido cresceu significativamente quando padrões ambientais para emissões de particulados se tomaram mais rigorosos. Filtros de tecido são usados devido ao fato de elas serem altamente eficientes, facilmente operadas e em muitos casos pelo método mais econômico de tais emissões. Tecido de saco filtrante é de extrema importância uma vez que um tecido pode funcionar muito melhor do que outro tecido no mesmo ambiente. Novas construções de tecido filtrante de capacidade de filtração melhorada é um objetivo desejado. A presente invenção refere-se a um tecido filtrante e a um filtro com eficiência melhorada a uma determinada queda de pressão através de tecidos existentes e filtros.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção provê um tecido com propriedades filtrantes melhoradas para filtração de gases quentes. Ele compreende uma manta não tecida de fibras para altas temperaturas tais como fibras de aramida ou de sulfeto de poliarileno, sendo que dita manta apresenta um peso base de pelo menos 9.0 onças por jarda quadrada (305 gramas por metro quadrado - gsm.) A manta é caracterizada por uma distribuição de tamanho de poro na qual a porcentagem do fluxo em uma determinada faixa conforme medido pela norma ASTM F316-03 é plotada contra o tamanho de poro. A porcentagem de poros que apresenta um tamanho entre 10 e 26 pm é superior a 50% enquanto a porcentagem de poros que apresenta um tamanho superior a 50 pm é inferior a 0,5%.

[003] A presente invenção também se refere a um conjunto filtrante compreendendo o tecido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[004] A figura 1 é uma ilustração de uma concretização de um saco filtrante de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO DEFINIÇÕES

[005] O termo "não tecido” significa uma tela que inclui uma pluralidade de fibras randomicamente distribuídas. As fibras em geral podem ser ligadas entre si ou podem ser não ligadas. As fibras podem ser fibras descontínuas ou fibras contínuas. As fibras podem compreender um material simples ou uma pluralidade de materiais, seja como uma combinação de diferentes fibras ou como uma combinação de fibras similares respectivamente compostas de diferentes materiais.

[006] Os termos “trançado” e “hidroentrelaçado” são sinônimos neste caso. Conforme aqui usado, o termo "trançado" quando aplicado a uma manta, tecido ou tela refere-se a uma tela de material consistindo de um ou mais tipos de fibras preferivelmente não-contínuas, onde as fibras são hidroentrelaçadas para obter ligação mecânica sem materiais ligantes ou ligação térmica. Conforme aqui usado, o termo "hidroentrelaçamento" ou "hidroembaraçamento" refere-se a um processo sendo que uma tela de material consistindo de um ou mais tipos de fibras ou filamentos s]ao submetidos a jatos de água de alta velocidade, que entrelaça as fibras para obter ligação mecânica. Os processos trançados descritos nos documentos patentários americanos Nos. 3,508,308 e 3,797,074 são exemplos de métodos conhecidos no estado da técnica que são uteis na fabricação dos tecidos não tecidos e feltro.

[007] “Consolidação por agulhagem” refere-se a uma forma de ligação mecânica de fibras que apresentam ligação mecânica de fibras que foram normalmente produzidas por um cartão ou outro equipamento. O processo converte a tela de fibras soltas em um tecido não tecido coerente utilizando-se uma máquina de agulhagem. Máquinas de agulhagem de vários tipos são bastante conhecidas no estado da técnica e funcionam para ligar uma tela não tecida orientando mecanicamente fibras através da tela. O processo é chamado de agulhagem ou consolidação por agulhagem. Agulhas farpadas, ajustar em um quadro, puncionam a fibra para dentro do painel e puxam, deixando as fibras entrelaçadas. As agulhas são espaçadas em um arranjo não alinhado. Através da variação do curso por minuto, do número de agulhas por máquina de tear, da taxa de avanço do painel, do grau de penetração das agulhas e do peso do painel, pode ser feita uma ampla faixa de densidades de tecido. A máquina de tear por agulhagem pode ser operada para produzir produtos estampados ou não estampados.

[008] Os processos de consolidação por agulhagem descritos no document patentário U.S. Pat. Nos. 2,910,763 r 3,684,284 são exemplos de métodos conhecidos no estado da técnica que são úteis na fabricação dos tecidos não tecidos e feltro.

DESCRIÇÃO DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS

[009] A presente invenção provê um tecido com propriedades filtrantes melhoradas para filtração de gases quentes. Ele compreende uma manta não tecida de fibras de alta temperatura tais como aramida ou fibras de sulfeto de poliarileno, sendo que dita manta apresenta um peso base de pelo menos 9.0 onças por jarda quadrada (305 gramas por metro quadrado - gsm.) A manta é caracterizada por uma distribuição de tamanho de poro na qual a porcentagem do fluxo em uma determinada faixa conforme medido pelo método de teste ASTM F316-03 é plotada contra tamanho de poro. A porcentagem de poros que apresentam um tamanho entre 10 e 26 pm é superior a 50%, enquanto a porcentagem de poros que apresentam um tamanho superior a 50 pm é inferior a 0.5%.

[010] A presente invenção é também direcionada a um conjunto filtrante compreendendo o tecido. Em aplicações torta-de-pó ou filtração de superfície, descobriu-se que tecidos de filtração e filtros que incorporam a presente invenção conferem eficiência de filtração (baixa fuga de pó) e queda de pressão reduzida. A finalidade da presente invenção é prover um tecido com distribuição de tamanho de poro relativamente uniforme assim como quantidade mínima de poros grandes. Prevê-se que poros mais uniformes produzirão carregamento de torta mais uniforme e fluxo de ar, resultando em queda de pressão mais reduzida através do filtro. Com a redução da quantidade de poros grandes, pode-se minimizar o efeito prejudicial de fuga de poeira através dos poros grandes enquanto a torta de poeira já vai se acumulando nos poros menores. O resultado final é maior eficiência e menos fuga de poeira por todos os ciclos de filtração de torta.

[011] A fibra pode ser formada através de métodos convencionais. Por exemplo, em uma concretização, grupos de fibras descontínuas frisadas obtidas a partir de fardos de fibra podem ser abertos através de um dispositivo tal como um despaletizador e em seguida misturados através de qualquer método disponível tal como transporte de ar. As fibras podem ser convertidas em um tecido não tecido ou feltro utilizando-se métodos convencionais conforme anteriormente mencionado. Em geral, isso envolve a formação de tela fibrosa pelo uso de um dispositivo tal como um cartão, embora outros métodos tais como fiação por corrente de ar ou fiação por via úmida das fibras poderão ser usados. Se desejado, a tela fibrosa pode ser então enviada por um transportador a um dispositivo tal como uma cardadeira para criar uma estrutura cardada pela sobreposição de telas individuais no topo de uma outra em uma estrutura em ziguezague.

[012] Em uma concretização preferida a manta é formada pelo entrelaçamento por jato d'água das fibras. Para produzir uma estrutura entrelaçada por jato d'água (consolidada por jato d'água) para aplicação técnica tal como aplicação de filtração de gases quentes, é necessário obter um peso base de pelo menos 330 g/m2. A máquina de entrelaçamento por jato d'água convencional pode obter tipicamente tecido com menos de 135 g/m2. Nos últimos anos, equipamentos entremeados por jato d'água foram depois aperfeiçoados de forma que peso base de meios filtrantes mais pesados pode ser atingido em tais máquinas.

[013] A preparação dos painéis de fibra volumosa agulhadas por densificação da estrutura não tecida final, pode ser a mesma para ambas as técnicas (consolidação por agulhamento e/ou entrelaçamento por jato d'água). Ao invés de uma cardadeira também pode ser usado um sistema de fiação por corrente de ar, onde a tela simples é preparada em relação ao peso e direção de fibra isotrópica do painel final antes da densificação. Portanto, a diferença- chave entre consolidação por agulhagem e entrelaçamento por jato d'água é a etapa de densificação. Embora na feltragem com agulhas, a densificação seja feita utilizando-se agulhas de metal farpadas, entrelaçamento por jato d'água densifica o painel com uma cortina de água com milhares de jatos de água minúsculos.

[014] A fibra de meta-aramida útil nesta invenção inclui poliamidas aromáticas sintéticas meta-orientadas. Os polímeros precisam ter peso molecular formador de fibra a fim de serem formatos em fibras. Os polímeros podem incluir homopolímeros de poliamida, copolímeros e misturas destes que são predominantemente aromáticos, sendo que pelo menos 85% das ligações de amida (--CONH--) são unidas diretamente a dois anéis aromáticos. Os anéis podem ser não-substituídos ou substituídos. Os polímeros são de meta-aramida quando os dois anéis ou radicais são meta-orientados com relação um ao outro ao longo da cadeia molecular. Preferivelmente copolímeros apresentam até 10 porcento de outras diaminas substituídas por uma diamina primária usada na formação do polímero ou até 10 porcento de outros cloretos diácidos substituídos por um cloreto diácido usado na formação do polímero. Aditivos podem ser usados com a aramida; e verificou-se que até 13 porcento em peso do outro material polimérico poderá ser misturado ou ligado com a aramida. As meta-aramidas preferidas são poli (meta-fenileno isoftalamida) (MPD-I) e seus copolímeros. Uma tal fibra de meta-aramida é fibra de aramida Nomex.RTM. fabricada pela E. I. du Pont de Nemours and Company of Wilmington, Del., porém, fibras de meta-aramida estão disponíveis em vários estilos sob os nomes comerciais Tejinconex.RTM., fabricadas pela Teijin Ltd. of Tóquio, Japão; New Star.RTM. Meta-aramida, disponível através da Yantai Spandex Co. Ltd, of Shandong Province, China; e Chinfunex.RTM. Aramida 1313 fabricada pela Guangdong Charming Chemical Co. Ltd., de Xinhui em Guangdong, China. Fibras de meta-aramida são inerentemente resistentes à chama e podem ser fiada por fiação por via seca ou por via úmida utilizando- se qualquer número de processos; porém, os documentos patentários americanos Nos. 3,063,966; 3,227,793; 3,287,324; 3,414,645; e 5,667,743 são ilustrativos de métodos úteis para a confecção de fibras de aramida que podem ser usadas nesta invenção.

[015] A fibra de para-aramida útil nesta invenção inclui polímero de aramida, isto é, uma poliamida sintética de cadeia longa na qual 85% ou mais das ligações amida são unidas diretamente a dois anéis aromáticos. Essas aram idas são bastante conhecidas e prontamente comercialmente disponíveis por exemplo pela DuPont, de Wilmington, Del., que comercializa tal produto sob a marca comercial KEVLAR. Outra aramida é disponibilizada sob a marca commercial TWARON, pela Twaron BV divisão da Teijin Group.

[016] Misturas de fibra de meta-aramida e fibra de para-aramida também podem ser usadas nesta invenção.

[017] Os sulfetos de poliarileno (PAS) úteis nesta invenção incluem polímeros lineares, ramificados ou reticulados que incluem unidades de sulfeto de arileno. Polímeros de sulfeto de poliarileno e sua síntese são conhecidos no estado da técnica e tais polímeros são comercialmente disponíveis.

[018] Sulfetos de poliarileno representativos nesta invenção incluem poliarileno tioeteres contend unidades de repetição da fórmula — [(Ar1)n—X]m—[(Ar2 )i—Y]j—(Ar3)k-Z]i—[(Ar4)0— W]P— sendo que Ar1, Ar2, Ar3, e Ar4 são iguais ou diferentes e são unidades de arileno de 6 a 18 átomos de carbono; W, X, Y, e Z são iguais ou diferentes e são grupos de ligação bivalente selecionados de—SO2—, —S—, —SO—, —CO—, —O—, —COO— ou grupos alquileno ou alquilideno de 1 a 6 átomos de carbono e sendo que pelo menos um dos grupos de ligação é—S—; e n, m, i, j, k, I, o, e p são independentemente zero ou 1, 2, 3, ou 4, desde que sua soma total não seja inferior a 2. As unidades de arileno Ar1, Ar2, Ar3, e Ar4 podem ser seletivamente substituídas ou não substituídas. Sistemas de arileno vantajosos são fenileno, bifenileno, naftileno, antraceno e fenantreno. O sulfeto de poliarileno inclui tipicamente pelo menos 30 moles %, particularmente pelo menos 50 moles % e mais particularmente pelo menos 70 moles % de unidades de sulfeto de arileno (—S—). Preferivelmente o polímero de sulfeto de poliarileno inclui pelo menos 85 moles % de ligações sulfeto unidas diretamente a dois anéis aromáticos. Vantajosamente o polímero de sulfeto de poliarileno é sulfeto de polifenileno (PPS), aqui definido como contendo a estrutura de sulfeto de fenileno — (CΘH4—S)n— (sendo que n é um número inteiro de 1 ou mais) como um componente deste.

[019] O polímero de sulfeto de poliarileno que apresenta um tipo de grupo arileno como componente principal pode ser preferivelmente usado. Porém, tendo em vista a processabilidade e resistência ao calor, um copolímero contendo dois ou mais tipos de grupos arileno também pode ser usado. Uma resina PPS compreendendo, como constituinte principal, uma unidade recorrente de sulfeto de p-fenileno é particularmente preferida uma vez que ela apresenta excelente processabilidade e é industrialmente facilmente obtida. Adicionalmente, um sulfeto de poliarileno cetona, sulfeto de poliarileno cetona cetona, sulfeto de poliarileno sulfona, e similares também podem ser usados.

[020] Exemplos específicos de copolímeros possíveis incluem copolímero randômico ou em bloco que apresentam uma unidade recorrente de sulfeto de p-fenileno e uma unidade recorrente de sulfeto de m-fenileno, um copolímero randômico ou em bloco que apresenta uma unidade recorrente de sulfeto de fenileno e uma unidade recorrente de sulfeto de arileno cetona, um copolímero randômico ou em bloco que apresenta uma unidade recorrente de sulfeto de fenileno e uma unidade recorrente de sulfeto de arileno cetona cetona e um copolímero randômico ou em bloco que apresenta uma unidade recorrente de sulfeto de fenileno e uma unidade recorrente de sulfeto de arileno sulfona.

[021] Os sulfetos de polarileno podem incluir opcionalmente outros componentes que não afetam negativamente as propriedades desejadas destes. Materiais representativos que podem ser usados como componentes adicionais devem incluir, sem limitação, antimicrobianos, pigmentos, antioxidantes, surfactantes, ceras, promotores de escoamento, particulados e outros materiais adicionados para aumentar a processabilidade do polímero. Esses e outros aditivos podem ser usados em quantidades convencionais.

[022] A figura 1 ilustra uma concretização do saco filtrante desta invenção. O saco filtrante 1 apresenta uma extremidade fechada 2, uma extremidade aberta 3 e uma seção tubular 4.Na concretização representada, o saco filtrante também apresenta um anel de travamento de aço para mola 5 fixado à extremidade aberta do saco. A seção tubular 4 deste saco é composta de um feltro de filtração que é sobreposto, formando uma costura 6 costurada com costura tripla 7. A extremidade fechada do saco nesta concretização é composta também por um feltro de filtração que é costurado em 8 à extremidade do feltro usado para a seção tubular. Embora a figura 1) represente uma concretização preferida, outras construções em potencial, orientações e características de filtros de saco poderão ser usadas, tais como aquelas descritas no documento patentario americano No. 3,524,304 por Wittemeier et al.; U.S. Pat. No. 4,056,374 por Hixenbaugh; U.S. Pat. No. 4,310,336 por Peterson; U.S. Pat. No. 4,481,022 por Reier; U.S. Pat. No. 4,490,253 porTafara; e/ou U.S. Pat. No. 4,585,833 porTafara.

[023] Em algumas concretizações a extremidade fechada 2 do saco filtrante, conforme mostrado na figura 1), é um disco de material filtrante costurado na seção tubular. Em algumas outras concretizações a extremidade fechada pode ser feita de algum outro material, por exemplo em algumas situações uma extremidade fechada metálica pode ser necessária. Em outras concretizações a extremidade fechada pode ser costurada ou selada por ultrasom, adesivamente ou termicamente em alguma outra maneira que não a costura. Em outra concretização, o feltro usado na seção tubular do saco pode ser reunido junto ou dobrado, e em seguida selado, para formar a extremidade fechada.

[024] Em algumas concretizações a extremidade aberta 3 do saco pode ser provida de recursos materiais para unir o saco à placa celular. Em alguns outras concretizações a extremidade aberta do saco pode ser dimensionada de tal forma que seja feito um encaixe apertado ao se deslizar o saco sobre uma placa celular especialmente projetada.

[025] Em algumas concretizações desta invenção o material de filtração usado na seção tubular 4 e opcionalmente na extremidade fechada 2 é um tecido não tecido ou feltro. O tecido não tecido ou feltro pode ser feito através de processos de moldagem de folha não tecida convencionais, incluindo processos para fabricação de não tecidos fiados por corrente de ar, não tecido fiados por via úmida, ou não tecidos feitos a partir de equipamento de cardar; e tais folhas formadas podem ser consolidadas em tecidos por via de entrelaçamento por jato d'água, hidroentrelaçamento, agulhagem ou outros processos que podem gerar uma lâmina não tecida. Os processos hidroentrelaçados descritos no documento patentário U.S. Pat. No. 3,508,308 e U.S. Pat. No.3,797,074; e os processo de fiação por agulhagem descritos no documento patentário U.S. Pat. No. 2,910,763 e U.S. Pat. No. 3,684,284 são exemplos de métodos convencionais bastante conhecidos no estado da técnica que são úteis na fabricação dos tecidos não tecidos e feltro.

[026] Em algumas concretizações preferidas, o feltro não tecido é um feltro fiado por agulhagem. Em algumas outras concretizações o feltro não tecido é um feltro hidroentrelaçado. O peso base do feltro é tipicamente superior a 9 onças por jarda quadrada (305 gsm), e em uma concretização preferida é superior a 12 onças por jarda quadrada. (405 gsm). Em algumas concretizações a seção tubular 4 e opcionalmente na extremidade fechada 2 do saco filtrante desta invenção é uma camada simples de material de filtração. Em algumas outras concretizações, a seção tubular é feita de um material filtrante suportado por um forro ou pano de reforço que provê estabilidade durante a sincronização do saco. Em algumas concretizações, o feltro não tecido inclui um forro tecido de suporte que é feito de fibras que são compatíveis com as fibras descontínuas no feltro. Um tipo deste feltro pode ser usando equipamento de cardar padrão e de cardadeiras para converter fibras descontínuas em painéis cardados com pesos base de 9 onças por jarda quadrada ou mais (305 gramas por metro quadrado). Se desejado, os painéis podem em seguida ser soldados por pontos ou ligeiramente consolidados, por exemplo, em uma máquina de fiação por agulhagem padrão. Dois ou mais painéis podem ser em seguida posicionados em um lado de um forro tecido apresentando um peso base de aproximadamente 1 a 4 onças por jarda quadrada (34 a 135 gramas por metro quadrado) preferivelmente aproximadamente 2 onças por jarda quadrada (70 gramas por metro quadrado), e três camadas são fiadas por agulhagem diversas vezes em ambos os lados para produzir feltros de filtração. Em algumas concretizações preferidas, o forro tecido compreende fibras de sulfeto de polifenileno, fibras de meta-aramida ou misturas destes.

[027] Em uma concretização preferida mostrada na figura 1, o material de filtração é sobreposto para formar um cilindro de material filtrante que apresenta uma costura 6 que é então costurada com um filamento de alta temperatura como um filamento que apresenta 3 a 6 camadas de fibra de meta-aramida, fibra de fluoropolímero, fibra de vidro ou combinações ou misturas destas. Em outras concretizações, a costura sobreposta pode ser selada por ultrasons, adesivos, calor ou alguma combinação de todos esses métodos de costura.

MÉTODOS DETESTE DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PORO

[028] A distribuição de tamanho de poro de material de filtração foi medida de acordo com os métodos de teste padrões para características de tamanho de poro de filtros de membrana pelo teste de ponto de bolha e poro de escoamento médio” ASTM F 316-03. Embora este padrão seja especificado para meios filtrantes de membrana, a técnica foi usada pela indústria de não tecido por muitos anos. O equipamento usado foi um porômetro de fluxo capilar fabricado pela PMI, Modelo número CFP-2100AE. O diâmetro da amostra filtrante foi de 1.91 cm e o fluido de molhagem usado foi Galwick da PMI. As curvas de fluxo seco e úmido foram obtidas utilizando-se o modo secar/umedecer operacional. Esse ponto de bolha, tamanho de poro de escoamento médio (MFP) e distribuição de tamanho de poro, e distribuição de tamanho de poro foram calculados a partir das curvas e relatados pelo instrumento. A distribuição de tamanho de poro foi registrada como a porcentagem de fluxo que passa pelos poros dentro da faixa de tamanho especificada e os resultados foram resumidos em um histograma. Para cada amostra, três (3) testes foram conduzidos e os resultados foram ponderados e registrados.

TESTE DE DESEMPENHO DE FILTRAÇÃO - MÉTODO DE TESTE VDI

[029] Para meios não utilizados e limpos de filtração, o desempenho de filtração foi testado de acordo com a norma VDI 3926 Parte 1 “Teste Padrão de avaliação de meios filtrantes limpáveis” publicada em outubro de 2004. Resumidamente, a amostra de tecido de 15 cm de diâmetro foi colocada no porta-amostra e submetida à filtração específica, limpeza e ciclos de envelhecimento. Após os ciclos de envelhecimento, parâmetros de desempenho chave tais como fuga de poeira, queda de pressão média e tempo de ciclo de pulsação e foram medidos e registrados para os cinco últimos (5) ciclos da fase de teste de desempenho.

[030] Para determinar o desempenho de meios de filtração usados recuperados da câmara de filtros de saco do uso em campo, um “Teste VDI Especial” foi desenvolvido utilizando o mesmo aparelho de teste como no método de teste VDI 3926. Uma amostra de tecido de 15 cm de diâmetro foi cortada do saco filtrante usado e colocada no porta-amostra. A amostra de tecido “envelhecida em campo” foi em seguida submetida a 30 ciclos de filtração normal no aparelho de teste de laboratório. Parâmetros de desempenho chave tais como fuga de poeira, queda de pressão, e tempo de ciclo de pulsação foram medidos e registrados para os cinco últimos ciclos (5). Este teste fornece dados úteis sobre como o tecido deve desempenhar no campo simulando as condições de uso em campo no laboratório.

EXEMPLOS

[031] Exemplo 1: estrutura de filtração hidroentrelaçada de fibra de meta-aramida.

[032] Tecido hidroentrelaçado de fibras de meta-aramida foi preparado pelo processamento de 250 kg de fibra de meta-aramida NOMEX® (DuPont tipo 450) em um sistema de alimentação mais aberto convencional e depois transportado por via pneumática à cardas de fundo e de topo. As telas de carda foram compiladas aos pesos desejados antes da introdução do equipamento de entrelaçamento por jato d'água. O equipamento de hidroligação foi equipado com 7 cabeçotes de jato d'água, com uma faixa de pressão de até 200 bar cada um. O processo de hidroligação foi conduzido a uma velocidade de aproximadamente 5 m/minutos e o tecido feito apresentava um peso base de 381 grama por metro quadrado.

[033] Exemplo 2: estrutura de filtração hidroentrelaçada de fibras misturadas de meta e para-aramida

[034] Uma estrutura de filtração hidroentrelaçada foi feita após o procedimento descrito no exemplo 1, com exceção para fibras que são uma mistura de 75 % em peso de meta-aramida e 25 % em peso de fibras de para- aramida. O tecido feito apresentou um peso base de 333 gramas por metro quadrado.

EXEMPLOS COMPARATIVOS 3-4

[035] O exemplo comparativo 3 era um feltro agulhado feito de fibra de meta-aramida. Ele apresentava um peso base de 460 g/m2. O exemplo comparativo 4 era um feltro agulhado feito de 75 % em peso de fibras de meta- aramida e 25 % em peso de para-aramida. O peso base de tecido era de 450 g/m2.

[036] A distribuição de tamanho de poro do exemplo 2 e exemplos comparativos 3-4 foi medida pelo procedimento descrito anteriormente. Os resultados aparecem na tabela 1. A estrutura hidroentrelaçada no exemplo 2 mostra claramente uma distribuição de tamanho de poro mais uniforme com 65% da população entre 10 pm a 26 pm, e sem população com menos de 2 pm ou acima de 46 pm. Enquanto para exemplos comparativos 3 e 4, as populações entre 10 pm a 26 pm são 49.7% e 49.4%, e as populações acima de 50 pm são 1.8% e 0.5%, respectivamente. TABELA 1. DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PORO DE MEIOS FILTRANTES DE ARAMIDA

[037] Os resultados de teste VDI para esses quatro (4) exemplos são apresentados na tabela 2. Para comparar resultados de fuga de poeira com peso base diferente, é necessário calcular a eficiência de massa de filtração para cada amostra. A penetração fracionai é calculada dividindo-se a fuga de poeira pela concentração de poeira a montante de 5 g/m3. Devido à natureza logarítmica na filtração, a eficiência de massa de filtração é calculada dividindo-se log negativo (penetração fracionai) pelo peso base de tecido. Nossos resultados mostraram que para a mesma estrutura de peso base diferente, a eficiência de massa de filtração permanece constante. Os resultados presentes mostram que para as mesmas composições de fibra, os exemplos 1 e 2 fornecem eficiência de massa de filtração mais elevada do que os exemplos comparativos 3 e 4. TABELA 2: RESULTADOS DE TESTE VDI DE MEIOS DE FILTRAÇÃO DE ARAMIDA

EXEMPLO 5: ESTRUTURA DE FILTRAÇÃO HIDROENTRELAÇADA DE FIBRA DE SULFETO DE POLIFENILENO

[038] Uma estrutura de filtração hidroentrelaçada foi feita após o procedimento descrito no exemplo 1, exceto para as fibras que são fibras de sulfeto de polifenileno. O tecido feito apresentava um peso base de 430 gramas por metro quadrado.

EXEMPLO COMPARATIVO 6:

[039] Exemplo comparativo 6 era um feltro agulhado feito de fibra PPS e suportado em forro PPS. O peso base total foi de 550 g/m2.

EXEMPLO COMPARATIVO 7:

[040] Exemplo comparativo 7 era uma membrana PTFE suportada em um feltro agulhado conforme descrito no exemplo comparativo 6. Para medição de distribuição de tamanho de poro, foi feita uma substituição com uma membrana PTFE suportada em um feltro agulhado feito de fibra de meta-aramida. Prevê-se que o PSD para este tipo de meio de filtração é dominado pela membrana então os resultados devem ser muito parecidos.

[041] A distribuição de tamanho de poro dessas três (3) amostra foi medida utilizando-se o procedimento descrito acima e os resultados são mostrados na tabela 3. A amostra hidroentrelaçada no exemplo 5 fornece uma distribuição de tamanho de poro muito uniforme apresentando 60.1% de população entre faixa de tamanho de poro de 10 pm a 26 pm e 0% acima de 34 pm. A amostra fiada por agulhagem no exemplo comparativo 6 é menos uniforme com 48.9% de população entre 10 pm e 26 pm e 3,8% de população acima de 50 pm. A amostra de membrana PTFE no exemplo corporativo 7 apresenta 80,1% de população abaixo de 2 pm de tamanho de poro mas ela apresenta uma segunda estrutura porosa rasa mas bastante ampla que pode ser tão larga quanto 50 pm. Este fenômeno é comumente observado para os materiais de membrana e é igualmente causado por imperfeição na membrana e processo de laminação de substrato. Acredita-se que a distribuição de tamanho de poro é prejudicial para o desempenho de filtração como evidenciado abaixo. TABELA 3. DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PORO DE MEIO DE FILTRAÇÃO PPS

[042] Sacos filtrantes feitos a partir de meio de filtração descrito no exemplo 5 e exemplos comparativos 6 e 7. Os sacos foram instalados em uma câmara de sacos de filtração de uma central térmica de caldeiras de carvão e submetidos à operação de campo normal. Os sacos foram recuperados do campo após 2,5 meses e 11 meses para a avaliação “Teste Especial VDI”. Os resultados são mostrados na tabela 4. O tecido hidroentrelaçado exemplo 5 fornece fuga de poeira mais reduzida (i.e. eficiência maior de filtração) e queda de pressão mais reduzida versus a membrana PTFE no exemplo comparativo 7. Este é resultado surpreendente quando o tecido com eficiência de filtração maior usualmente fornece queda de pressão mais elevada. Adicionalmente, o tecido hidroentrelaçado fornece tempo de ciclo mais longo que reduz o número de ciclos de pulsação e consumo de energia assim como dano físico aos sacos filtrantes. A amostra fiada por agulhagem no exemplo comparativo 6 fornece fuga de poeira muito maior, embora a queda de pressão tenha sido menor.

[043] O excelente desempenho de filtração pelo tecido hidroentrelaçado pode ser atribuído à distribuição de tamanho de poro uniforme que resulta na formação de bolo de poeira uniforme e fluxo de gás. Estruturas com poros grandes podem continuar a passar por fuga de poeira, mesmo se bolo de poeira for formado nos poros pequenos. A presente invenção comprovou que tal fuga é muito prejudicial para obtenção de alta eficiência de filtração e baixa queda de pressão. TABELA 4: RESULTADOS DE TESTE VDI ESPECIAL DE MEIOS DE FILTRAÇÃOPPS APÓS USO EM CAMPO

Claims

1. TECIDO COM PROPRIEDADES FILTRANTES APRIMORADAS PARA FILTRAÇÃO DE GASES QUENTES, caracterizado por compreender uma manta de fibra não tecida, sendo que dita manta apresenta um peso base de pelo menos 9,0 onças por jarda quadrada (305 gramas por metro quadrado), sendo que a manta tem uma distribuição de tamanho de poro na qual o número de poros em uma certa faixa conforme medido pelo método de teste ASTM F316-03 é plotado contra tamanho de poro e a porcentagem de poros que apresenta um tamanho entre 10 e 26 pm é superior a 50% enquanto a porcentagem de poros que apresenta um tamanho superior a 50 pm é inferior a 0,5%.

2. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela porcentagem de poros que apresenta um tamanho entre 10 e 26 pm ser superior a 50%, enquanto a porcentagem de poros que apresenta um tamanho superior a 50 pm é inferior a 0,5%.

3. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela manta ser formada a partir de fibras descontínuas hidroentrelaçadas.

4. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela manta compreender fibras de aramida ou de sulfeto de poliarileno ou ambos.

5. SACO FILTRANTE (1), caracterizado por apresentar uma seção tubular (4), uma extremidade fechada (2) e uma extremidade aberta (3), sendo que a seção tubular (4) apresenta uma manta não tecida, sendo que a manta tem uma distribuição de tamanho de poro conforme definida na reivindicação 1.