En la filtración de procesos químicos, la elección del tipo de filtro tiene consecuencias que van mucho más allá del propio filtro. Cuando el rendimiento de la filtración es inadecuado, los efectos posteriores pueden propagarse por todo el proceso, degradando el rendimiento del catalizador, aumentando la presión de funcionamiento, forzando paradas imprevistas y aumentando los costes de consumibles en cada etapa. Esta cadena de consecuencias es exactamente lo que estaba experimentando un productor de peróxido de hidrógeno con el sistema de mangas filtrantes instalado en su filtro de fluido de trabajo.
El cliente informó de que las mangas filtrantes de 3 micras de su unidad de peróxido de hidrógeno no retenían adecuadamente las partículas finas, concretamente el polvo de óxido de aluminio con un tamaño de partícula de aproximadamente 1 micra. Las bolsas filtrantes se basan en la filtración superficial y, dependiendo de su construcción, pueden presentar una retención absoluta deficiente de partículas submicrónicas y cercanas a la micra, sobre todo cuando funcionan en condiciones de caudal variable. Las partículas de óxido de aluminio que atravesaban las bolsas filtrantes entraban en la torre de hidrogenación, donde recubrían los sitios activos del lecho catalizador de paladio. Los catalizadores de paladio utilizados en la hidrogenación de peróxido de hidrógeno son muy sensibles a la contaminación: a medida que los sitios activos se bloquean, la eficacia de la hidrogenación disminuye y la caída de presión a través del lecho catalítico aumenta progresivamente. Esto obligaba al cliente a parar la torre de hidrogenación para regenerar el catalizador a intervalos de sólo 3 a 6 días, un ciclo que imponía a la unidad de producción importantes costes de mano de obra, tiempo de inactividad y funcionamiento. El consumo de disolvente aromático, un indicador clave de la eficiencia del proceso, había alcanzado los 2,38 kg por tonelada de producto.
Tras revisar las condiciones del proceso y las propiedades de las partículas de óxido de aluminio que transportaba el fluido de trabajo, recomendamos sustituir las mangas filtrantes por filtros de cartucho de alto caudal plisados de fibra de vidrio de 3 micras. El medio filtrante de fibra de vidrio ofrece una eficacia de retención de partículas significativamente mayor que las construcciones de filtros de mangas estándar con micras nominales equivalentes, con una estructura de filtración en profundidad que captura las partículas finas en todo el espesor del medio filtrante en lugar de basarse únicamente en la interceptación superficial. La configuración de cartucho plisado también proporciona aproximadamente cinco veces el área de filtración de un filtro de mangas equivalente en el mismo espacio de alojamiento, lo que reduce la velocidad de flujo a través del medio filtrante y prolonga la vida útil entre cambios.
Los resultados tras el cambio a los filtros de cartucho de fibra de vidrio fueron sustanciales y mensurables en múltiples parámetros operativos. La vida útil del catalizador de paladio en la torre de hidrogenación pasó de 3 a 6 días a entre 1,5 y 2 meses, lo que representa una reducción de la frecuencia de regeneración de más de 90%. El consumo de disolventes aromáticos se redujo de 2,38 kg por tonelada a 0,8 kg por tonelada, lo que refleja la mayor eficacia de la hidrogenación gracias a un lecho de catalizador limpio. Las paradas imprevistas disminuyeron significativamente y los costes generales de mantenimiento de los sistemas de filtración y catalizador se redujeron en 30 a 50%, a pesar del mayor coste unitario de los filtros de cartucho en comparación con las mangas filtrantes. Aunque el precio de compra inicial de los filtros de cartucho es entre 5 y 10 veces superior al de los filtros de mangas equivalentes, el coste total de propiedad, teniendo en cuenta la frecuencia de regeneración del catalizador, el tiempo de inactividad, el consumo de disolventes y la mano de obra, favorece decisivamente a la solución de cartucho.
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