quimica

1. INTRODUÇÃO

Objetivo

Operar um filtro de placas e quadros a pressão constante, determinando-se a resistência específica da torta e a resistência do meio filtrante, a partir dos dados coletados.

Fundamentação Teórica A filtração é um fenômeno que permite que partículas sólidas suspensas em um fluido (líquido ou gás) sejam removidas, com a utilização de um meio poroso. A remoção pode ser feita mecanicamente ou fisicamente, sendo o meio poroso responsável por reter as partículas em uma fase separada, denominada torta, permitindo a passagem do filtrado clarificado.

Para análise da operação de filtros prensa, variáveis importantes devem ser levadas em consideração: pressão de trabalho (P), tempo de filtração, vazão volumétrica da suspensão, além das propriedades do líquido, torta e meio filtrante.

Figura 1- Esquema de funcionamento da filtração

A equação que descreve o escoamento através da torta, desenvolvida por Carman-Kozeny, é escrita da seguinte maneira:

ΔPT = perda de carga na torta (Pa); L = espessura da torta (m); μ = viscosidade do filtrado [kg/(m.s)]; vs = velocidade superficial (m/s);

S0= área específica da partícula (área da partícula/volume da partícula)[m ε = porosidade da torta (volume de vazios/volume total da torta) (adimensional); (1-ε) = volume de sólidos/volume total da torta (adimensional);

A velocidade superficial (Vs) baseia-se na área da seção vazia, podendo ser escrita em função da área total A do filtro e do volume de filtrado coletado V no tempo

Através de um balanço de massa, relacionamos a espessura L da torta com o volume de filtrado V:

𝐿.𝐴.𝜌𝑆. 1−𝜀 =𝐶𝑠. 𝑉+𝜀.𝐿.𝐴 (3) ρs é a densidade dos sólidos na torta do filtro (kg/m³);

Cs é a concentração de sólidos na suspensão de alimentação (kg/m³); V é o volume de filtrado que passou pela torta (m³);

Rearranjando-se os termos e considerando ε.L.A ≈ 0 temos que:

Dessa maneira, a partir da equação 1, obtemos:

A equação acima pode ser