BRPI0710784A2 - elemento de filtro hìbrido e método - Google Patents

Abstract

ELEMENTO DE FILTRO HìBRIDO E MéTODO A presente invenção diz respeito a um aparelho para filtrar impurezas de uma corrente de gás ou de líquido e elementos de filtro usados em um aparelho como este. O aparelho inclui um recipiente fechado com um comprimento que se estende longitudinalmente, um interior inicialmente aberto, um orifício de entrada em uma extensão e um orifício de saída na sua extensão oposta. Uma partição localizada no interior do recipiente divide o interior do recipiente em um primeiro estágio e em um segundo estágio. Pelo menos uma abertura é fornecida na partição. Em elemento de filtro fica disposto no recipiente para se estender a partir do primeiro estágio. O elemento de filtro é constituído por um meio de filtro de bloco de carbono envolto por um meio de filtro de profundidade poroso protetor.

Description

"ELEMENTO DE FILTRO HÍBRIDO E MÉTODO"

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção diz respeito a elementos de filtro e a receptáculos de filtro u-sados para filtrar correntes de gás e de líquido, tais como correntes de gás natural, corren-tes de líquido de processamento de gás natural, correntes de produtos químicos industriaise congêneres.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Muitos processos de separação usam solventes líquidos para adsorver ou absorverfísica ou quimicamente espécies químicas de gases ou líquidos. Estes solventes removem ocontaminante específico da corrente (em cujo ponto eles são referidos como "ricos") e, en-tão, são regenerados com a substância que é retirada do solvente por temperatura ou poroutros meios. Então, o solvente, agora "pobre", pode ser colocado em contato com a corren-te do processo. Isto fornece um laço contínuo do solvente que é enriquecido e, então, retira-do da substância que é removida. Estes processos de solvente são usados para purificar acorrente do processo pela remoção de um contaminante ou para recuperar e/ou concentrara substância presente na corrente do processo.

Há muitos exemplos de processos industriais que utilizam alguma variação das e-tapas supradescritas. Um exemplo amplamente praticado é o uso de aminas ou glicóis pararemover contaminantes das correntes de gás natural. Já que estes sistemas operam em umlaço constante, é necessário remover contaminantes destas correntes de solvente para pro-teger o equipamento no laço e para manter as eficiências de remoção. Filtros de sólidoseram usados no passado para remover contaminantes sólidos das correntes de solventelíquido. Entretanto, hidrocarbonetos e outros contaminantes não sólidos também estão pre-sentes em pequenas quantidades e, eventualmente, se acumulam, com um efeito prejudicialno desempenho do processo. Carbono ativado se provou muito efetivo na remoção destescontaminantes não sólidos. O tipo comum de carbono atualmente em uso é carbono granu-Iar ativado (GAC). Este GAC é colocado na corrente de solvente de duas maneiras: comoparte de uma carcaça de cartucho em um alojamento ou em um leito fixo colocado em umalojamento.

Filtros de carbono ativados deste tipo funcionam bastante efetivamente, mas sãosujeitos a certas limitações. Antes de mais nada, em função da limitada vazão permitida a-través do carbono, os filtros de carbono devem ser muito grandes para acomodar o fluxototal de solvente. Isto leva à prática de somente tratar uma parte do solvente em cada pas-so, isto é, o uso de um fluxo de arraste. O uso de um fluxo de arraste reduz o tamanho do recipiente de carbono que é exigido, mas trata o solvente menos efetivamente do que quan-do é utilizado um filtro de fluxo completo. Uma outra limitação dos recipientes da tecnologiade ponta diz respeito ao fato de que o GAC liberará finos de carbono no interior da correntede processo durante a operação de filtragem, o que exige que um outro filtro de sólidos sejacolocado à jusante do filtro de carbono.

O resultado desta prática atual é exigir que três filtros sejam colocados em série pa-ra remover todo o contaminante necessário de uma corrente de solvente. O solvente deve ser filtrado em relação a sólidos, o que quase sempre é feito com o fluxo completo do sol-vente que passa através deste filtro. Então, um filtro de carbono, juntamente com um filtrode sólidos à jusante, é colocado na corrente de solvente. Isto pode ser feito com o fluxocompleto do solvente que passa através destes filtros ou, como exposto, estes filtros podemser arranjados para que eles somente recebam uma parte ou fluxo de arraste do fluxo de solvente total.

Nestes últimos poucos anos, a fim de melhorar o desempenho, foram introduzidossolventes inéditos que são ainda mais suscetíveis à contaminação por sólido ou por líquidodo que no passado. Isto torna o desempenho do sistema de filtragem na corrente de solven-te ainda mais crítico.

Portanto, existe uma necessidade de melhorias contínuas nos elementos de filtro enos processos de filtragem dos tipos supradescritos a fim de melhorar a eficiência de filtra-gem.

Também existe uma necessidade de um melhor elemento de filtro e recipiente co-mo estes que eliminarão o uso de múltiplos alojamentos de recipiente de filtro em um pro- cesso de filtragem do tipo descrito.

Também existe uma necessidade de um melhor elemento de filtro como este quepode fornecer a capacidade de filtrar a toda a corrente de processo na maior parte dos ca-sos.

DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO Dessa maneira, é um objetivo da presente invenção fornecer um sistema que elimi-na a necessidade de múltiplos alojamentos em um processo de filtragem do tipo descrito,substituindo os múltiplos alojamentos por um único alojamento.

Um outro objetivo da invenção é conseguir a eliminação de múltiplos alojamentosde filtro do tipo supradescrito, ao mesmo também melhorando o efeito geral de filtragem alcançado, e ao mesmo tempo também fornecendo a capacidade de filtrar a toda a correntede processo em quase todos os casos.

O elemento de filtro preferido da invenção inclui um corpo de elemento de filtro comum comprimento e um furo central que se estende entre extremidades opostas deste. O furocentral é envolto por um meio de filtro de bloco de carbono, o meio de filtro de bloco de car- bono sendo, por sua vez, envolto por um meio de filtro de profundidade protetor. O meio defiltro de profundidade protetor pode compreender vários meios de filtro de profundidade co-nhecidos nas indústrias relevantes.Preferivelmente1 o meio de filtro de profundidade protetor é composto por folhas depano não tecido formadas por uma mistura de uma base e de um material Iigante que écomprimida para formar uma folha de porosidade selecionada, a folha sendo formada comoum tubo helicoidalmente enrolado de diversas folhas, cada folha sendo aquecida e compri-mida para ligar a fibra base em um elemento de filtro poroso.

O meio de filtro de bloco de carbono preferido é formado pelo fornecimento de umaquantidade de primeiras partículas de um material ligante. Uma quantidade de segundaspartículas de carbono ativado com uma temperatura de amolecimento substancialmentemaior do que a temperatura de amolecimento do material ligante é combinada com a primei-ra quantidade de partículas para formar uma mistura uniforme. A mistura substancialmenteuniforme de partículas é extrudada de um cilindro da extrusora em uma matriz. A mistura departículas é aquecida até uma temperatura substancialmente acima da temperatura de amo-lecimento do dito primeiro material, a mistura aquecida sendo subseqüentemente convertidaem um material compósito substancialmente homogêneo. O material compósito é rapida-mente resfriado até abaixo do ponto de amolecimento do material ligante para produzir omaterial compósito. Então, o material compósito é extrudado na matriz como um produto dematerial compósito sólido extrudado na forma de um filtro em bloco de carbono.

Em uma forma particularmente preferida da invenção, o meio de filtro de profundi-dade protetor é composto por:

um pano não tecido que compreende uma mistura substancialmente homogênea deuma fibra de base e de um material ligante comprimida para formar uma primeira tira de pa-no não tecido de porosidade selecionada;

a primeira tira de pano não tecido sendo espiralmente enrolada em si mesma emmúltiplas camadas sobrepostas para formar uma primeira faixa com uma espessura radialselecionada;

um segundo pano não tecido compreendendo uma mistura substancialmente ho-mogênea de uma fibra de base e de uma fibra ligante comprimida para formar uma segundatira de pano não tecido de porosidade selecionada;

a segunda tira de pano sendo espiralmente enrolada em si mesma em múltiplascamadas sobrepostas para formar uma segunda faixa com uma espessura radial seleciona-da;

as primeira e segunda faixas sendo sobrepostas e ligadas para formar um elementode filtro poroso de auto- suporte.

A invenção também compreende um aparelho para filtrar uma corrente de líquido,tal como uma corrente de líquido de processamento de gás natural contendo glicóis ou ami-nas. O aparelho inclui um recipiente fechado com um comprimento e um interior inicialmenteaberto. Uma partição fica disposta no interior do recipiente. A partição tem um lado internoplano e um lado externo plano, respectivamente, que dividem o interior do recipiente em umprimeiro estágio e em um segundo estágio. Pelo menos uma abertura é fornecida na parti-ção. Um orifício de entrada é fornecido em comunicação fluídica com o primeiro estágio. Umorifício de saída também fornece comunicação fluídica a partir do segundo estágio. Pelomenos um elemento de filtro tubular fica disposto no recipiente para se estender de formavedada no primeiro estágio. Os elementos de filtro são compostos por meio de filtro de blocode carbono envolto pelo meio de filtro de profundidade protetor, como exposto.

O exposto, bem como objetivos, recursos e vantagens adicionais da invenção fica-rão aparentes na seguinte descrição detalhada.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista em perspectiva simplificada, parcialmente desprendida, deum recipiente de filtro de líquido do tipo que pode utilizar os melhores elementos de filtro dainvenção.

A figura 2 é uma vista parcialmente esquemática lateral de um recipiente de filtro datecnologia anterior do tipo que usa carbono ativado granulado como um meio de filtragem.

A figura 3 é uma vista em perspectiva de um elemento de filtro da invenção, mos-trada parcialmente desprendida para facilidade de ilustração.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO

O tipo em particular de recipiente de filtro utilizado com melhores elementos de filtroda invenção pode assumir várias configurações. Por exemplo, aqueles familiarizados comas indústrias de produção de petróleo e gás estarão familiarizados com recipientes de filtra-gem que contêm elementos de filtro para filtrar correntes de gás seco, bem como para sepa-rar sólidos e líquidos das correntes de gás contaminados. As patentes US 5.919.284, publi-cada em 6 de julho de 1999 e US 6.168.647, publicada em 2 de janeiro de 2001, ambas dePerry, Jr., e atribuídas ao cessionário da presente invenção, divulgam recipientes de filtra-gem que usam elementos de filtro individuais para separar sólidos, filtrar líquidos e coales-cer líquidos. Os recipientes multiestágios expostos, bem como uma multiplicidade de outrosrecipientes de filtragem similares usados na indústria, utilizam elementos sólidos ou tubula-res com núcleo oco, tipicamente, formados, pelo menos parcialmente, por um meio de filtra-gem poroso. Por exemplo, elementos de filtragem porosos usados nos tipos de recipientesde filtragem supracitados são do mesmo tipo geral daqueles que são descritos na patenteUS 5.827.430, publicada em 27 de outubro de 1998 de Perry, Jr., et al., e atribuída ao ces-sionário da presente invenção.

A presente invenção faz uso da tecnologia de elemento de filtragem poroso do tipodescrito na supramencionada patente de Perry, Jr., et al. em conjunto com uma outra tecno-logia razoavelmente recente, aqui referida como "meio de filtro de bloco de carbono" extru-dado. Uma explicação geral da tecnologia de bloco de carbono pode ser encontrada nasseguintes patentes US publicadas, entre outras: patente US 5.189.092, publicada em 23 defevereiro de 1993, de Koslow; patente US 5.331.037, publicada em 19 de julho de 1994, deKoslow; e patente US 5.922.803, publicada em 13 de julho de 1999, de Koslow, et al. Estaspatentes descrevem um método e um aparelho para a extrusão contínua de artigos sólidoscompósitos de misturas de alimentação constituídas por uma mistura substancialmente uni-forme de material Iigante particulado e material primário particulado, que, tipicamente, é car-bono ativado. A mistura de alimentação é forçada através de uma matriz de extrusão comseção transversal substancialmente uniforme. A mistura de alimentação particulada é sujeitaa aquecimento, pressão e resfriamento, o que consolida a mistura, de acordo com o que elaemerge da matriz como um artigo compósito sólido. Elementos de filtro sólidos das partícu-las de carbono ativado para uma ampla variedade de aplicações de filtragem podem serformados usando os processos e aparelhos descritos. Até o limite não reproduzido na dis-cussão que segue, a presente divulgação incorpora pela referência os preceitos das paten-tes publicadas supracitadas sobre a tecnologia de filtragem com bloco de carbono.

Também há outras maneiras para criar meio de filtro de bloco de carbono, que se-rão familiares aos versados na técnica. Por exemplo, um bloco de carbono pode ser criado apartir de materiais de partida similares àqueles descritos pelo pressionamento dos materiais,juntamente com calor, em um molde adequado.

Tecnologia do tipo exposto foi desenvolvida no início dos anos 90 e substituiu virtu-almente o uso do GAC para os filtros de carbono que se encontram em ponto de uso emmuitas aplicações do tipo doméstico. As vantagens do meio de filtro de bloco de carbono emrelação ao GAC são diversas. Três das vantagens mais significativas são a cinética, a capa-cidade de o bloco de carbono agir como um filtro de sólidos bem como um dispositivo deadsorção, e o fato de o bloco de carbono não vazar finos de carbono na corrente de proces-so que está sendo filtrada.

Carbono ativado remove hidrocarbonetos e outros contaminantes pela adsorçãodos mesmos sobre a superfície do carbono em um nível molecular. Uma medida de quãorapidamente esta reação ocorre é referida na discussão que segue como a "cinética" doprocesso. Com o contato íntimo e menores partículas de carbono do bloco de carbono, acinética tem uma ordem de grandeza maior do que durante o uso do GAC como o meio defiltragem. Em decorrência disto, o tempo de permanência durante o qual o fluxo deve per-manecer em contato com o carbono é enormemente reduzido. Isto permite que as vazõesatravés do carbono aumentem, embora o tamanho exigido do recipiente para tratar um dadacorrente fique significativamente menor.

Embora as vantagens dos filtros de bloco de carbono sejam conhecidas em váriasindústrias, certos aspectos do seu funcionamento limitaram seu uso em processos industri-ais do tipo com o qual a presente invenção está relacionada. Por exemplo, o fato de que obloco de carbono também é um filtro muito bom apresenta uma oportunidade para removersólidos com o bloco de carbono, bem como líquidos adsorvidos. Entretanto, isto apresentaum desafio em que o bloco de carbono pode ficar prematuramente bloqueado com sólidos, eobstruir antes da utilização completa da capacidade de adsorção do carbono. Isto tambémpode significar ter que desligar e trocar os filtros mais freqüentemente do que seria exigidopela adsorção sozinha. Esta capacidade de filtragem de sólidos do bloco de carbono não éum problema em muitas das suas aplicações atuais, tal como água potável, em que a con-taminação por sólidos, se existir, é muito pequena. Entretanto, no caso de correntes de pro-cesso, a contaminação por sólidos pode ser significativa. Em decorrência disto, a tecnologiade bloco de carbono do tipo supradescrito não foi, de acordo com o conhecimento do Re-querente, amplamente adaptada para as tecnologias de filtragem de corrente de processoindustrial.

A invenção do Requerente aborda os inconvenientes expostos inerentes ao uso datecnologia de bloco de carbono, desse modo, facilitando o uso da tecnologia de bloco decarbono em aplicações de filtragem de corrente de processo industrial. Este objetivo é reali-zado casando a tecnologia de bloco de carbono supradescrita com uma camada circundantedo meio de filtragem de profundidade poroso protetora. A camada externa de filtragem comprofundidade circundante pode ser, por exemplo, tecnologia PEACH® patenteada pelo re-querente, descrita na patente US publicada 5.827.430, publicada em 27 de outubro de 1998,e na patente US 5.893.956, publicada em 13 de abril de 1999.

Em algumas aplicações, o meio de filtragem de profundidade poroso também podecompreender, por exemplo, um filtro formado por extrusão de microfibras com sopro de arquente ou por extrusão de filamentos contínuos, um filtro de vidro de fibra de vidro, etc. Es-tes filtros de profundidade incluirão fibras ligadas para criar um sistema de filtragem pararemover os contaminantes sólidos que podem obstruir prematuramente o filtro. A extrusãode filamentos contínuos ou extrusão de microfibras com sopro de ar quente é criada fazendouma matriz de fibra pelo aquecimento de um polímero como polipropileno e, então, o extru-dando através de pequenos orifícios para criar uma matriz de fibras muito finas, estas fibrassendo, então, colocadas juntas para criar um cartucho de filtro ou um meio de filtro com ca-racterísticas de desempenho específicas. O tubo de fibra de vidro usa finas fibras de vidroque são colocadas em uma manta espessa, que, então, é enrolada em si mesma e ligadausando um ligante de resina de alguma forma.

Uma outra modalidade do presente conceito inventivo incluirá o uso de um "pacotede pregas" do meio de filtragem que será colocado sobre o bloco de carbono. Pacotes depregas são conhecidos na indústria atual e serão familiares aos versados na técnica. Embo-ra o meio pregueado remova a contaminação por sólidos, este será menos efetivo na remo-ção de quaisquer contaminações por líquido.Voltando para a figura 1, é mostrado um recipiente de filtro da invenção designado,no geral, em 13, do tipo que é usado para filtrar uma corrente de fluido em um processo in-dustrial. Nesta discussão, pelo termo "fluido", entende-se tanto "líquido" quanto "gás". O re-cipiente de filtro 13 em particular que é mostrado na figura 1 é um filtro de líquido. Recipien-tes de filtro do tipo geral ilustrados podem ser utilizados, por exemplo, em processos de se-paração de petróleo e de gás e em ambientes industriais similares. Embora a figura 1 ilustreuma modalidade de um recipiente de filtragem de líquido, versados na técnica entendemque os elementos de filtro cobertos pela presente invenção podem ser aplicados a uma vari-edade de tais recipientes usados na indústria. Por exemplo, os elementos de filtro da inven-ção podem ser empregados em recipientes que são usados para, simultaneamente, filtrarsólidos, separar líquidos, pré-coalescer líquidos e coalescer líquidos fora de uma corrente degás. Os elementos de filtro também podem ser utilizados em recipientes usados para coa-lescer e separar dois líquidos e para filtrar sólidos para fora de líquidos. Também, embora orecipiente mostrado na figura 1 ilustre principalmente quatro elementos de filtro visíveis mon-tados no recipiente ao redor da partição do recipiente, entende-se que alguns desenhos derecipiente empregarão um número variável de elementos, isto é, tanto mais quanto menoselementos, dependendo da aplicação final para o recipiente de filtro.

Novamente, em relação à figura 1, entende-se que, embora o recipiente 13 sejamostrado em uma configuração, no geral, vertical, outros recipientes do mesmo tipo geraltambém podem ser configurados em uma modalidade, no geral, horizontal. O recipiente 13tem uma carcaça, no geral, tubular 15 que forma um recipiente fechado com um comprimen-to e um interior inicialmente aberto 17. O recipiente tem uma entrada 14 e uma saída 16. Acarcaça 15 é encerrada em uma extremidade superior deste por meio de um elemento deencerramento que, neste caso, é um flange apertado de líquido. A carcaça 15 é permanen-temente encerrada em uma extremidade inferior 23 por uma base soldada. O encerramentocom flange 19 fornece uma vedação hermética a fluido em relação à entrada 14, bem comoacesso aos elementos de filtro. Na modalidade da figura 1, quatro elementos de filtro 25 sãosuportados no interior aberto do recipiente 17 por meio de uma partição do recipiente 27.Preferivelmente, o recipiente 13 é fabricado de materiais de aço de acordo com os padrõesde vasos de pressão publicados, tal como ASME Boiler and Pressure Vessel Code, SectionVIII, Division 1.

A partição 27, que divide o interior do recipiente nas primeira e segunda câmarasde filtragem, tem lados opostos interno plano e externo plano 29, 31, respectivamente. Umaabertura é fornecida na partição 27 para cada elemento de filtro a ser ali montado. Comoserá familiar aos versados na técnica na indústria relevante, tipicamente, uma coluna deascensão verticalmente estendida é montada sobre cada abertura de partição, tal como porsolda, para receber uma extremidade de um elemento de filtro para suportar o elemento defiltro na partição. Os elementos de filtro tubulares 25 ficam dispostos no recipiente para seestender de forma vedada na primeira câmara e para comunicar através da coluna de as-censão associada e de suas aberturas associadas na partição 27 com o interior da segundacâmara do recipiente. O fluxo de líquido é através do orifício de entrada 14, através da pri-meira câmara, através dos interiores da coluna de ascensão, para o interior oco dos elemen-tos de filtro 25 e para fora das suas paredes laterais, e através da segunda câmara até asaída 16. A direção do fluxo de líquido é indicada pelas setas na figura 1.

Cada um dos elementos de filtro 25 (figura 3) compreende um corpo tubular comparedes laterais, no geral cilíndricas 35. Os elementos de filtro têm um furo interior 37, umaprimeira abertura de extremidade 39, e uma segunda abertura de extremidade 41 arranjadade forma oposta. As aberturas de extremidade 39, 41 são circundadas pelas tampas de ex-tremidade 43, 45, respectivamente, que podem ser formadas, por exemplo, por metal ouplástico rígido. A tampa de extremidade 45, na modalidade do dispositivo ilustrada, terminaem um elemento de saída 47 que tem uma região externa de vedação por anel O 49.

O furo interior 37 dos elementos de filtro é envolto pelo meio de filtro de bloco decarbono 51 que forma uma camada, no geral, cilíndrica ao redor do furo central 37. O meiode filtro de bloco de carbono 51 é composto pelo material descrito nas patentes US publica-das supracitadas, entre outras: patente US 5.189.092, publicada em 23 de fevereiro de1993, de Koslow; patente US 5.331.037, publicada em 19 de julho de 1994, de Koslow; epatente US 5.922.803, publicada em 13 de julho de 1999, de Koslow, et al. O "Exemplo 1"da patente US 5.189.092, descreve um processo exemplar como segue:

Um filtro de carbono ativado extrudado usado como um elemento de filtro de águade alto desempenho, que remove sedimento, cloro, sabor, odor, compostos orgânicos volá-teis, metais pesados, tais como chumbo, sulfeto de hidrogênio e componentes metálicossolúveis, e com uma densidade de cerca de 0,84 g/cm3, pode ser extrudado por um proces-so que compreende:

a) cerca de 50 até cerca de 60 % em peso de partículas de carbono ativado;

b) cerca de 27,5 % até cerca de 37,5 % em peso de partículas de dióxido de man-ganês micronizado com granulometria de pelo menos cerca de -100; e

c) cerca de 12,5 % até cerca de 22,5 % em peso de partículas Iigantes com diâme-tros entre cerca de 0,1 e cerca de 250 micrômetros e, preferivelmente, de uma composiçãoque compreende:

a) cerca de 55 % em peso de partículas de carbono ativado com uma granulometriade cerca de 50 vezes 200;

b) cerca de 30 % em peso de dióxido de manganês micronizado; e

c) cerca de 15 % em peso de partículas Iigantes de polietileno.

Uma mistura de alimentação de 55 % em peso de carbono ativado de casca de co-co Barnaby Sutcliffe com partículas de malha 50-200, 30 % em peso de Mn2 micronizadocom partículas de malha -400, e 15 % em peso de partículas Iigantes de polietileno grau 510(USI Division da Quantum Chemical Corporation) foram misturados em um lote de 600 Ib(272,16 kg) em um misturador tipo arado (S. Howes, Silver Creek1 N.Y.) por cerca de cincohoras até que uma mistura estável agregada substancialmente uniforme foi obtida. Então, amistura foi alimentada em uma extrusora. O parafuso de extrusora estilo sem-fim com ODde 2,5" (6,35 cm) e raiz de 1,25" (3,18 cm) foi rotacionado em 3 rpm. O cilindro da extrusorafoi mantido em temperatura ambiente, cerca de 20 °C, enquanto que a zona de aquecimentoda primeira matriz foi mantida em 340 0F (173 °C) e a zona de aquecimento da segundamatriz em 380 0F (194 °C), e a zona de resfriamento em 95 0F (44 °C). A matriz era umamatriz de aço inoxidável 4410 com OD de 2,5" (6,35 cm), comprimento total de 18" (45,72cm), com cada uma da zona de aquecimento e da zona de resfriamento tendo 6" (15,24 cm)de comprimento. O parafuso da extrusora foi equipado com uma haste central de aço inoxi-dável 4140 com diâmetro uniforme parafusado na ponta do parafuso, com a haste central seestendendo para o interior do centro da matriz para que um elemento de filtro cilíndrico comOD de 2,5" (6,35 cm) e ID de 1,15" (3,18 cm) fosse extrudado. Um dispositivo de contra-pressão tipo rosca foi empregado para fornecer contrapressão suficiente para consolidar amistura de alimentação no produto, com o produto sendo produzido em uma taxa de cercade 2" (5,08 cm) por minuto e com uma densidade de cerca de 0,84 g/cm3.

Pretende-se que, no geral, a descrição exposta do processo descrito na patentepublicada US 5.189.092 seja meramente representativa da tecnologia da área de meio defiltro de bloco de carbono.

Uma camada protetora 53 (figura 3) de um meio de filtro de profundidade protetorestá circundando o meio de filtro de bloco de carbono 51. A construção do meio de filtro deprofundidade porosa pode variar dependendo da aplicação final em particular do recipientede filtragem. O meio de filtro de profundidade 53 pode ser formado de modo concebível porqualquer material convencionalmente usado na tecnologia, incluindo o meio de filtro por ex-trusão de microfibras com sopro de ar quente ou por extrusão de filamentos contínuos su-pradescritos, meio de filtro de vidro de fibra de vidro, etc. Entretanto, a camada de meio defiltro de profundidade preferida é construída da maneira e com os materiais divulgados napatente US 5.827.430, publicada em 27 de outubro de 1998 de Perry, Jr., et al. Tais elemen-tos de filtro são comercialmente vendidos sob a marca registrada PEACH® de Perry Equip-ment Corporation of Mineral Wells, Texas. Até o limite não representado na discussão quesegue, os preceitos da patente US publicada exposta são aqui incorporados pela referência.

Um exemplo de um processo de fabricação típico para o meio de filtro de profundi-dade dos elementos de filtro da invenção é dado na coluna 13, linhas 66 e seguintes da pa-tente publicada US 5.827.430, como segue:Quatro diferentes tipos de fibras foram adquiridos de Hoechst Celanese de Charlot-te, N.C., vendidas sob a designação de fibra "252", "121", "224", "271". A fibra "252" era onúcleo e o tipo da carcaça, enquanto que as fibras "121", "224" e "271" eram o tipo puro decomponente único. O denier da fibra "252" era 3 e seu comprimento era 1.500 polegadas(3.810 centímetros). O denier da fibra "121" era 1 e seu comprimento era 1.500 polegadas(3.810 centímetros). O denier da fibra "224" era 6 e seu comprimento era 2.000 polegadas(5.080 centímetros). O denier da fibra "271" era 15 e seu comprimento era 3.000 polegadas(7.620 centímetros). Uma primeira mistura de fibras foi fabricada a partir da fibra "121" e dafibra "252" composta por 50 % em peso de cada tipo de fibra. Uma segunda mistura de fi-bras foi fabricada a partir da fibra "224" e da fibra "252" composta por 50 % em peso de cadatipo de fibra. Uma terceira mistura de fibras foi fabricada com uma composição de 25 % empeso da fibra "121" e 25 % em peso da fibra "224" e 50 % em peso da fibra "252". Uma quar-ta mistura de fibras foi fabricada a partir da fibra "271" e da fibra "252" composta por 50 %em peso de cada tipo de fibra. A fibra "252" sendo o núcleo e o tipo de carcaça servida co-mo a fibra Iigante em cada uma das misturas supracitadas. Cada mistura de fibras foi for-mada em uma trama que tinha aproximadamente Vz polegada (1,27 centímetro) de espessu-ra. A espessura de cada trama foi reduzida em aproximadamente 50 %, formando uma man-ta durante seu tempo de permanência de noventa segundos nos fornos de arrasto de ar emfunção da recirculação do ar saturado com vapor em aproximadamente 40.000 pés cúbicospor minuto (1.132,67 metros cúbicos por minuto) em uma temperatura de 400 graus Fahre-neit (204,44 graus Celsius). Havia uma pressão diferencial através da manta nos fornos dearrasto de ar de 6 polegadas (15,24 centímetros) de água. Ao sair dos fornos de arrasto dear, cada manta foi alimentada entre dois rolos cilíndricos de aço inoxidável, que comprimiama espessura de cada manta em aproximadamente 50 % em uma folha de pano não tecidocom uma largura de cerca de 37 polegadas (93,98 centímetros). Cada folha com 37 polega-das (93,98 centímetros) de largura de pano não tecido era cortada em tiras de 6 polegadas(15,24 centímetros) de largura 13, 15, 17, 19. O peso base de cada folha de pano não tecidoera determinado para ficar na faixa de 0,5 a 1,2 onças por pé quadrado (0,22 a 0,527 gra-mas por centímetro quadrado). Então, as tiras de pano não tecido 13, 15, 17, 19 eram car-regadas sobre os eixos de suporte do rolo 79 do suporte de rolo 75, um rolo em cada está-gio da máquina de bobinamento 71. Então, as tiras foram formadas em um tubo helicoidal-mente enrolado de diversas folhas, cada folha sendo aquecida e comprimida para ligar afibra base em um elemento de filtro poroso.

Pretende-se que o exemplo exposto dos tipos de material, denier do pano, númerode camadas enroladas, etc. em particular seja ilustrativo somente de um tipo de material defiltro com profundidade porosa usado na prática da presente invenção. O denier, número devoltas, etc. serão obviamente determinados pela natureza da aplicação do filtro que é em-preendida.

A operação da invenção será agora descrita. Primeiro, em relação à figura 2, émostrado um recipiente de filtragem 55 de carvão ativado granulado designado, primaria-mente, para a purificação de correntes de glicol e de amina. O recipiente 55 em particular da figura 2 apresenta uma entrada 57, um distribuidor de entrada 59 e uma saída 61. Um leitode suporte filtrante 64, localizado acima de um dreno de base 62, suporta uma quantidadede carvão ativado granulado (GAC) 65. O recipiente 55 em particular, mostrado na figura 2,também tem um orifício de limpeza 64. Freqüentemente, recipientes deste tipo são instala-dos à jusante dos filtros de sólido tipo fluxo completo para adsorver hidrocarbonetos dissol- vidos, bons inibidores de ácido graxo e certos compostos de degradação provenientes dosistema de glicol e de amina. Um sistema de filtragem adequado reduz problemas de forma-ção de espuma, sujeira e corrosão, e mantém consistentemente maior eficiência de solução.Da forma explicada em resumo, um sistema de desidratação de glicol ou de tratamento deamina bem projetado incorpora um eficiente filtro / separador na corrente de gás de entrada para impedir que partículas livres de líquidos e de sólidos entrem em na torre de contato. Noprocesso de regeneração do glicol, tipicamente, a unidade de filtragem adsorvedora ficalocalizada à jusante do filtro de fluxo completo e remove impurezas que o filtro de fluxocompleto não é projetado para remover.

A invenção do Requerente substitui o material GAC do recipiente 55 com os ele- mentos de filtro da invenção mostrados nas figuras 1 e 3. Como exposto, os elementos defiltro da invenção utilizam um meio de filtro de bloco de carbono 51 envolto por um meio defiltragem de profundidade poroso, tal como uma camada de meio de filtragem PEACH®.Pelo uso de uma camada circundante do meio de filtragem de profundidade poroso, a con-taminação por sólidos é removida antes de a corrente entrar em contato com o bloco de carbono. Um tubo de filtragem pode ser fabricado e colocado sobre o bloco de carbono e emcontato íntimo com o diâmetro exterior de bloco de carbono do bloco de carbono. A camadaprotetora externa do meio de filtragem de profundidade elimina a tendência de sólidos obs-truírem prematuramente o bloco de carbono interno. O cartucho combinado pode ser proje-tado de maneira tal que a capacidade de remoção de sólidos e a capacitada de adsorção de contaminantes líquidos possam ser casadas. Como um exemplo, em um teste, a capacidadede retenção de sujeira do bloco de carbono aumentou quatro vezes.

Há, na prática, dois mecanismos de remoção em operação no sistema de filtragemhíbrido da invenção. No primeiro mecanismo, a remoção de sólidos é baseada em cinética,peneiração, impactação, etc., esta função sendo realizada pelo meio de filtragem de profun- didade, isto é, o tubo PEACH®. O segundo mecanismo de remoção é a remoção de nãosólidos pelo meio de filtro de bloco de carbono. O segundo mecanismo é baseado nas liga-ções químicas (adsorção) entre as partículas da área de superfície superior na matriz dobloco de carbono e os contaminantes fluidos onde os contaminantes estão, por exemplo,hidrocarbonetos ou produtos químicos dissolvidos, tais como cloro e congêneres. A harmo-nia que ocorre nos elementos de filtro híbridos da invenção pode ser concebido como o di-mensionamento das duas partes do elemento de maneira tal que os dois processos sejamgastos na mesma velocidade. A parte PEACH® do elemento de filtro ficará obstruída comsólidos e, portanto, alcança o seu tempo de vida útil aproximadamente no mesmo tempoque a capacidade sortiva da parte do bloco de carbono do elemento de filtro é consumida. Acamada de filtragem com profundidade PEACH® protege o bloco de carbono de se tornarineficiente pela obstrução por sólidos, desse modo, aumentando enormemente a vida útil dobloco de carbono.

O meio de filtro de bloco de carbono remove sólidos muito eficientemente. Isto é emdecorrência do desenho da profundidade e da maneira que o carbono é formado no bloco.Isto significa que se a corrente tiver sólidos em si, o bloco de carbono pode obstruir comsólidos antes de a capacidade de adsorção do carbono ser consumida. Neste caso, o filtrohíbrido não ficará "casado". Esta obstrução com sólidos resultará em uma alta pressão dife-rencial e, então, o bloco exigirá troca, mas ele ainda terá capacidade de adsorver mais con-taminantes. Isto é onde a camada de filtro PEACH® complementa a ação do bloco de car-bono. O meio de filtragem de profundidade do projeto híbrido tem uma alta capacidade deretenção de sujeira e interrompe os sólidos para que a vida útil do bloco de carbono sejaestendida a partir da perspectiva dos sólidos, além de oferecer a oportunidade de removermais dos contaminantes que são adsorvidos.

O Requerente também aprendeu a partir dos experimentos de campo reais que amatriz PEACH® realmente obstruirá o contaminante hidrocarboneto da corrente de proces-so. Em virtude de esta ação ocorrer em um nível macro, isto pode aumentar enormemente acapacidade de adsorção do sistema geral.

O resultado é um sistema de remoção que é projetado para usar tecnologiaPEACH® e tecnologia de bloco de carbono de uma maneira sinérgica. A camada do tubo dofiltro PEACH® remove um volume de sólidos e alguns dos contaminantes líquidos seguidospelo bloco de carbono que adsorve o contaminante líquido restante e fornece a filtragem desólidos absoluta final. Também há a vantagem inerente adicional no sistema híbrido da in-venção em que o meio de bloco de carbono não tende a vazar finos na corrente de proces-so. Portanto, nenhum filtro de sólidos adicional é exigido à jusante do sistema de filtragemda invenção.

Como um exemplo, considere que o bloco de carbono é projetado para removerquantidades mínimas de contaminante, com o processo contendo 2 ppm de hidrocarboneto,cloro ou outro contaminante. Um elemento de 10 polegadas (25,4 centímetros) de compri-mento pode ser classificado para tratar um certo volume de líquido antes de gastar sua ca-pacidade de adsorção. Um número razoável para uma configuração do bloco de carbonopode ser, por exemplo, 78.000 galões (295.262 litros) por 60 polegadas (152,4 centímetros)de comprimento de bloco de carbono. Ele também pode ter uma eficiência de filtragem nafaixa de 5 a 10 microns. Então, ele removerá contaminantes sólidos maiores do que 5 a 10microns. Considerando que a contaminação por sólidos da corrente maior do que 10 mi-crons é 6 ppm, haverá cerca de 4 libras (1,81 quilogramas) de sólidos nos 78.000 galões(295.262 litros) de água supracitados. O próprio bloco de carbono pode somente ser capazde tratar uma libra (453,59 gramas) ou menos destes sólidos antes de a porosidade no blo-co se obstruir e o diferencial no bloco ficar tão alto que seja necessária sua troca. Neste ca-so, o bloco de carbono será trocado embora tenha sido tratado menos de 20.000 galões(75.708 litros) de fluido; oque é um quarto de" sua capacidade. Operar o bloco de carbonodesta maneira incorrerá em custos que são cerca de quatro vezes o que é exigido para ad-sorção somente. Pela combinação do bloco de carbono com o elemento de filtragem comprofundidade, a capacidade de sólidos do sistema pode aumentar em quatro vezes, o queresulta nos cartuchos ser trocados em um quarto da freqüência, e na capacidade de adsor-ção do bloco sendo completamente utilizada.

Adicionalmente, como foi mencionado em resumo, grandes aglomerações do con-taminante líquido a ser adsorvido podem ser obstruídas no PEACH® ou na matriz de pro-fundidade antes de ele entrar em contato com o bloco de carbono. Isto libera o carbono deter que adsorver este contaminante, e estende a vida útil do bloco de carbono.

Com um entendimento apropriado das espécies de contaminação no fluido, o tuboPEACH® ou tubo com profundidade que circunda o bloco de carbono pode ser projetadopara harmonizar a capacidade de remoção de sólidos com a capacidade de adsorção dosistema. Esta harmonia cria uma solução ideal e particularmente econômica para o proble-ma geral de contaminação do fluido. O processo também pode ser realizado usando somen-te um recipiente de filtragem.

O seguinte resumo de laboratório é tirado de uma história de caso real, e pretende-se meramente que seja ilustrativo dos princípios da invenção:

Relato de Laboratório sobre Testes Completados em 24 de abril de 2006

PROJETO N0 CE060411-105-3

AMOSTRA(S):

Usou elemento de filtro "CB500-7-20L" da EOG Resources, Big Piney, WY.

TESTE EXIGIU:

Distribuição de tamanho de partícula, Microscópio, ID do contaminante, Fotografiasdigitais.

RESULTADOS:

Exame visual do elemento de filtro demonstrou que ele estava em condição exce-lente. Ambas as vedações de extremidade estavam boas e todos os componentes estavamintactos, estes sendo os anéis O de base e o cabo de fardo de topo. Uma pequena amostrarepresentativa foi removida do elemento para exame. A manga externa PEACH® que foiprojetada para proteger o bloco de carbono interno estava relativamente limpa no exteriorcom uma carga pesada do que parecia ser hidrocarbonetos presos nas camadas médias. Acamada exterior da manga continha sólidos medindo de 5 até aproximadamente 220 mi-crons. Algumas aglomerações também foram observadas medindo até 600 microns. A ca-mada exterior da manga não continha grande quantidade de sólidos.

As camadas médias da manga PEACH® continham sólidos medindo de 2 a 60 mi-crons. Estes sólidos pareciam ser, em sua maioria, formações de ferro com algumas partícu-las de areia presentes. Uma camada mais pesada de que parecia ser hidrocarbonetos esta-va presente nestas camadas médias. Aproximadamente 80 % da camada média continhahidrocarbonetos presos com aproximadamente 50 % destas camadas médias contendo só-lidos.

As superfícies à montante e à jusante do bloco de carbono foram limpas com algo-dão para suspender os sólidos para classificação pelo tamanho. A superfície à montantecontinha sólidos medindo de 2 a 5 microns, e a superfície à jusante (central) continha sóli-dos, a maior parte dos quais, media menos do que 5 microns com sólidos minúsculos me-dindo até 10 microns.

Uma invenção foi fornecida com diversas vantagens. Os elementos de filtro da in-venção casam a adsorção com a remoção dos contaminantes sólidos, bem como exibe acapacidade de expandir a capacidade de adsorção do sistema prendendo hidrocarbonetosou outros contaminantes na matriz do filtro de profundidade. Os elementos de filtro e o pro-cesso de filtragem da invenção fornecem um sistema que elimina a necessidade de múlti-pios alojamentos de filtro, substituindo os múltiplos alojamentos com um único alojamento. Aeliminação dos múltiplos alojamentos de filtro é realizada, melhorando também o efeito geralde filtragem alcançado, e fornecendo também a capacidade de filtrar a toda a corrente deprocesso em quase todos os casos. A filtragem do fluxo completo que é alcançada melhorao desempenho dos projetos atuais que utilizam somente correntes intercalados. Em casosem que o fluxo ainda é tão grande que o fluxo de um fluxo de arraste não pode ser elimina-do, o percentual do fluxo total de solvente que passa através do filtro de carbono de fluxo dearraste pode ser enormemente aumentado.

A capacidade geral de filtragem do sistema é enormemente aumentada em relaçãoà prática existente atual. Esta vantagem pode ser visualizada a partir de duas perspectivas:a perspectiva de projetar e instalar um sistema inédito e a perspectiva de operar um sistemade solvente. Olhando para os custos e benefícios da perspectiva de projeto e de instalação,há grandes benefícios. Em vez de usar três recipientes separados com suas válvulas e ins-trumentação de isolamento associadas, somente um recipiente é exigido. O tamanho deuma unidade de filtragem da invenção é menor do que o recipiente de carbono GAC que éatualmente usado na indústria. Em decorrência disto, o custo da instalação desta parte doprocesso industrial pode ser reduzido em quase 66 %.

De um ponto de vista operacional, também há grandes benefícios. Somente é ne-cessário trocar cartuchos e carbono de um recipiente. A troca dos cartuchos do filtro da in-venção é muito mais fácil do que o método freqüentemente usado para trocar carbono GACque é colocado em um leito fixo e é freqüentemente desenterrado. O desempenho geral dosolvente aumenta em decorrência da melhor filtragem fornecida. A necessidade de estocartrês diferentes tipos de meio para três filtros é reduzida para estocar somente um tipo decartucho de filtro de substituição.

Embora a invenção tenha sido mostrada em somente uma das suas formas, elanão é exatamente assim limitada, mas é suscetível a várias mudanças e modificações semfugir do seu espírito.

Claims (16)

1. Aparelho para filtrar uma corrente de fluido de processo, CARACTERIZADO pelofato de que o aparelho compreende:um recipiente fechado com um comprimento e um interior inicialmente aberto;uma partição disposta no interior do recipiente, a partição com um lado interno pla-no e um lado externo plano, respectivamente, dividindo o interior do recipiente em um pri-meiro estágio e em um segundo estágio;pelo menos uma abertura na partição;um orifício de entrada em comunicação fluídica com o primeiro estágio;- um orifício de saída em comunicação fluídica com o segundo estágio;pelo menos um elemento de filtro tubular, o elemento de filtro tubular sendo monta-do ao redor da abertura de partição e ficando disposto no interior do recipiente para se es-tender de forma vedada no primeiro estágio;em que o elemento de filtro tubular tem um comprimento e um furo central que seestende entre suas extremidades opostas, o furo central sendo envolto por um meio de filtrode bloco de carbono, o meio de filtro de bloco de carbono sendo, por sua vez, envolto porum meio de filtro de profundidade protetor.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de queo meio de filtro de profundidade protetor é composto por folhas de pano não tecido formadaspor uma mistura de uma base e de um material Iigante que é comprimida para formar umafolha de porosidade selecionada, a folha sendo formada como um tubo helicoidalmente en-volto por diversas folhas, cada folha sendo aquecida e comprimida para ligar a fibra de baseem um elemento de filtro poroso.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de queo meio de filtro de profundidade é selecionado do grupo que consiste de meio de filtro for-mado por extrusão de microfibras com sopro de ar quente, de meio de filtro formado porextrusão de filamentos contínuos e de meio de filtro de vidro de fibra de vidro.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de queo meio de filtro de bloco de carbono é envolto por um saco de filtro plissado.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de queo meio de filtro de bloco de carbono é um produto de material compósito sólido extrudadoque é formado por um processo de:fornecer uma quantidade de primeiras partículas de um material ligante;fornecer uma quantidade de segundas partículas de carbono ativado com umatemperatura de amolecimento substancialmente maior do que a temperatura de amoleci-mento do material ligante;combinar as primeira e segunda quantidades de partículas em uma mistura subs-tancialmente uniforme;extrudar a mistura substancialmente uniforme em um cilindro da extrusora no interi-or de uma matriz com seção transversal substancialmente uniforme;aquecer a mistura substancialmente uniforme no interior da matriz até uma tempe-ratura substancialmente acima da temperatura de amolecimento do material ligante, mas atéuma temperatura menor do que a temperatura de amolecimento do dito primeiro material;aplicar contrapressão suficiente, a partir da ausência da matriz, na mistura aquecidano interior da matriz para converter a mistura aquecida em um material compósito substan-cialmente homogêneo;resfriar rapidamente o material compósito até abaixo do ponto de amolecimento domaterial ligante para produzir o material compósito; eextrudar o material compósito a partir da matriz como um produto de material com-pósito sólido extrudado.

6. Elemento de filtro usado para filtrar uma corrente de fluido de processo,CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento compreende:um corpo do elemento de filtro com um comprimento e um furo central que se es-tende entre suas extremidades opostas, o furo central sendo envolto por um meio de filtro debloco de carbono, o meio de filtro de bloco de carbono sendo, por sua vez, envolto por ummeio de filtro de profundidade protetor;em que o meio de filtro de profundidade protetor é composto por folhas de pano nãotecido formadas por uma mistura de uma base e de um material ligante que é comprimidapara formar uma folha de porosidade selecionada, a folha sendo formada como um tubohelicoidalmente enrolado de diversas folhas, cada folha sendo aquecida e comprimida paraligar a fibra de base em um elemento de filtro poroso.

7. Elemento de filtro, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fatode que o meio de filtro de bloco de carbono é formado por um processo de:fornecer uma quantidade de primeiras partículas de um material ligante;fornecer uma quantidade de segundas partículas de carbono ativado com umatemperatura de amolecimento substancialmente maior do que a temperatura de amoleci-mento do material ligante;combinar as primeira e segunda quantidades de partículas em uma mistura subs-tancialmente uniforme;extrudar a mistura substancialmente uniforme de um cilindro da extrusora no interiorde uma matriz com seção transversal substancialmente uniforme;aquecer a mistura substancialmente uniforme no interior da matriz até uma tempe-ratura substancialmente acima da temperatura de amolecimento do material ligante, mas atéuma temperatura mais baixa do que a temperatura de amolecimento do dito primeiro materi-al;aplicar contrapressão suficiente, a partir da ausência da matriz, na mistura aquecidana matriz para converter a mistura aquecida em um material compósito substancialmentehomogêneo;resfriar rapidamente o material compósito até abaixo do ponto de amolecimento domaterial Iigante para produzir o material compósito; eextrudar o material compósito a partir da matriz como um produto de material com-pósito sólido extrudado.

8. Elemento de filtro, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fatode que o meio de filtro de bloco de carbono é formado por um processo de:fornecer uma quantidade de primeiras partículas de um material ligante;fornecer uma quantidade de segundas partículas de carbono ativado com umatemperatura de amolecimento substancialmente maior do que a temperatura de amoleci-mento do material ligante;combinar as primeira e segunda quantidades de partículas em uma mistura subs-tancialmente uniforme;aquecer a mistura substancialmente uniforme de partículas e pressioná-las juntasem um molde em uma temperatura substancialmente acima da temperatura de amolecimen-to do material ligante, mas até uma temperatura mais baixa do que a temperatura de amole-cimento do dito material primário para, desse modo, converter a mistura aquecida no moldeem um material compósito substancialmente homogêneo;resfriar o material compósito até abaixo do ponto de amolecimento do material li-gante para produzir o material compósito; eremover o material compósito do molde como um produto de material compósito só-lido.

9. Elemento de filtro, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fatode que o meio de filtro de profundidade protetor é composto por:um pano não tecido que compreende uma mistura substancialmente homogênea deuma fibra de base e um de material ligante comprimida para formar uma primeira tira de pa-no não tecido de porosidade selecionada;a primeira tira de pano não tecido sendo espiralmente enrolada em si mesma emmúltiplas camadas sobrepostas para formar uma primeira faixa com uma espessura radialselecionada;um segundo pano não tecido que compreende uma mistura substancialmente ho-mogênea de uma fibra de base e de uma fibra ligante comprimida para formar uma segundatira de pano não tecido de porosidade selecionada;a segunda tira de pano sendo espiralmente enrolada em si mesma em múltiplascamadas sobrepostas para formar uma segunda faixa com uma espessura radial seleciona-da;as primeira e segunda faixas sendo sobrepostas e ligadas para formar um elementode filtro poroso de auto-suporte.

10. Elemento de filtro, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fa-to de que o elemento de filtro de profundidade protetor é composto por:um pano não tecido que compreende uma mistura substancialmente homogênea deuma fibra de base e de um material Iigante termicamente fundioa e comprimido para formaruma primeira tira de pano não tecido de porosidade selecionada;o material Iigante com pelo menos uma superfície com uma temperatura de fusãomais baixa do que aquela da fibra de base, a fibra de base e o material Iigante sendo termi-camente fundidos em uma temperatura para fundir pelo menos a superfície do material Ii-gante para ligar as fibras de base, quando o pano é resfriado, na primeira tira de pano nãotecido;a primeira tira de pano não tecido sendo espiralmente enrolada em si mesma emmúltiplas camadas sobrepostas para formar uma primeira faixa com uma espessura radialselecionada e um comprimento axial;pelo menos um segundo pano não tecido que compreende uma mistura substanci-almente homogênea de uma fibra de base e de uma fibra Iigante termicamente fundida ecomprimida para formar uma segunda tira de pano não tecido de porosidade selecionada;o material Iigante do segundo pano não tecido com pelo menos uma superfície comuma temperatura de fusão mais baixa do que aquela da fibra de base, a fibra de base e omaterial Iigante sendo termicamente fundidos em uma temperatura para fundir pelo menos asuperfície do material Iigante para ligar as fibras de base, quando o pano for resfriado, nasegunda tira de pano não tecido;a segunda tira de pano sendo espiralmente enrolada em si mesma em múltiplascamadas sobrepostas para formar uma segunda faixa com uma espessura radial seleciona-da;a segunda tira de pano sendo sobreposta ao longo de pelo menos uma parte docomprimento axial da primeira tira de pano e novamente fundida a uma temperatura parafundir pelo menos uma superfície do material Iigante nas tiras de pano não tecido para ligaras fibras de base das primeira e segunda faixas em um elemento de filtro poroso de auto-suporte.

11. Elemento de filtro, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fa-to de que as primeira e segunda tiras de pano não tecido têm porosidades diferentes.

12. Elemento de filtro, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fa-to de que o elemento de filtro é composto por três ou mais faixas sobrepostas de tiras depano não tecido multi sobrepostas.

13. Elemento de filtro, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelofato de que cada faixa inclui pelo menos três camadas sobrepostas que dão à faixa a es-pessura radial selecionada.

14. Método para fabricar um elemento de filtro híbrido, CARACTERIZADO pelo fatode que o método compreende as etapas de:formar um corpo do elemento de filtro possuindo um comprimento e um furo centralque se estende entre suas extremidades opostas, o furo central sendo envolto por um meiode filtro de bloco de carbono, o meio de filtro de bloco de carbono sendo, por sua vez, envol-to por um meio de filtro de profundidade protetor; eem que o meio de filtro de bloco de carbono tem uma capacidade de adsorção co-nhecida, e em que o meio de filtro de profundidade é dimensionado para condizer com acapacidade de remoção de sólidos do elemento de filtro com a capacidade de adsorção domeio de filtro de bloco de carbono.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de queo meio de filtro de profundidade protetor é composto por folhas de pano não tecido formadaspor uma mistura de uma base e um material Iigante que é comprimida para formar uma folhade porosidade selecionada, a folha sendo formada como um tubo helicoidalmente enroladode diversas folhas, cada folha sendo aquecida e comprimida para ligar a fibra de base emum elemento de filtro poroso.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de quea capacidade de adsorção do elemento de filtro é aumentada pela retenção de contaminan-tes sólidos no meio de filtro de profundidade protetor antes que tais contaminantes sólidosentrem em contato com o meio de filtro de bloco de carbono.