BRPI0710784B1 - Aparelho para Filtrar, Elemento de filtro e método - Google Patents

Abstract

elemento de filtro híbrido 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

(54) Título: APARELHO PARA FILTRAR, ELEMENTO DE FILTRO E MÉTODO (51) Int.CI.: B01D 29/58; B01D 27/06 (30) Prioridade Unionista: 28/04/2006 US 11/413,487 (73) Titular(es): PECOFACET (US), INC.

(72) Inventor(es): JOHN A. KROGUE; DANIEL CLOUD “APARELHO PARA FILTRAR, ELEMENTO DE FILTRO E MÉTODO”

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção diz respeito a elementos de filtro e a receptáculos de filtro usados para filtrar correntes de gás e de líquido, tais como correntes de gás natural, corren5 tes de líquido de processamento de gás natural, correntes de produtos químicos industriais e congêneres.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Muitos processos de separação usam solventes líquidos para adsorver ou absorver física ou quimicamente espécies químicas de gases ou líquidos. Estes solventes removem o contaminante específico da corrente (em cujo ponto eles são referidos como “ricos”) e, então, são regenerados com a substância que é retirada do solvente por temperatura ou por outros meios. Então, o solvente, agora “pobre”, pode ser colocado em contato com a corrente do processo. Isto fornece um laço contínuo do solvente que é enriquecido e, então, retirado da substância que é removida. Estes processos de solvente são usados para purificar a corrente do processo pela remoção de um contaminante ou para recuperar e/ou concentrar a substância presente na corrente do processo.

Há muitos exemplos de processos industriais que utilizam alguma variação das etapas supradescritas. Um exemplo amplamente praticado é o uso de aminas ou glicóis para remover contaminantes das correntes de gás natural. Já que estes sistemas operam em um laço constante, é necessário remover contaminantes destas correntes de solvente para proteger o equipamento no laço e para manter as eficiências de remoção. Filtros de sólidos eram usados no passado para remover contaminantes sólidos das correntes de solvente líquido. Entretanto, hidrocarbonetos e outros contaminantes não sólidos também estão presentes em pequenas quantidades e, eventualmente, se acumulam, com um efeito prejudicial no desempenho do processo. Carbono ativado se provou muito efetivo na remoção destes contaminantes não sólidos. O tipo comum de carbono atualmente em uso é carbono granular ativado (GAC). Este GAC é colocado na corrente de solvente de duas maneiras: como parte de uma carcaça de cartucho em um alojamento ou em um leito fixo colocado em um alojamento.

Filtros de carbono ativados deste tipo funcionam bastante efetivamente, mas são sujeitos a certas limitações. Antes de mais nada, em função da limitada vazão permitida através do carbono, os filtros de carbono devem ser muito grandes para acomodar o fluxo total de solvente. Isto leva à prática de somente tratar uma parte do solvente em cada passo, 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 quando é utilizado um filtro de fluxo completo. Uma outra limitação dos recipientes da tecnologia de ponta diz respeito ao fato de que o GAC liberará finos de carbono no interior da corrente

Petição 870170078552, de 16/10/2017, pág. 12/32 de processo durante a operação de filtragem, o que exige que um outro filtro de sólidos seja colocado à jusante do filtro de carbono.

O resultado desta prática atual é exigir que três filtros sejam colocados em série para 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 solvente que passa através deste filtro. Então, um filtro de carbono, juntamente com um filtro de sólidos à jusante, é colocado na corrente de solvente. Isto pode ser feito com o fluxo completo do solvente que passa através destes filtros ou, como exposto, estes filtros podem ser 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 introduzidos solventes inéditos que são ainda mais suscetíveis à contaminação por sólido ou por líquido do que no passado. Isto torna o desempenho do sistema de filtragem na corrente de solvente ainda mais crítico.

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

Também existe uma necessidade de um melhor elemento de filtro e recipiente como estes que eliminarão o uso de múltiplos alojamentos de recipiente de filtro em um pro20 cesso de filtragem do tipo descrito.

Também existe uma necessidade de um melhor elemento de filtro como este que pode fornecer a capacidade de filtrar a toda a corrente de processo na maior parte dos casos.

DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO

Dessa maneira, é um objetivo da presente invenção fornecer um sistema que elimina 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 alojamentos de 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 corrente de processo em quase todos os casos.

O elemento de filtro preferido da invenção inclui um corpo de elemento de filtro com um comprimento e um furo central que se estende entre extremidades opostas deste. O furo central é envolto por um meio de filtro de bloco de carbono, o meio de filtro de bloco de car35 bono sendo, por sua vez, envolto por um meio de filtro de profundidade protetor. O meio de filtro de profundidade protetor pode compreender vários meios de filtro de profundidade conhecidos nas indústrias relevantes.

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Preferivelmente, o meio de filtro de profundidade protetor é composto por folhas de pano não tecido formadas por uma mistura de uma base e de um material ligante que é comprimida para formar uma folha de porosidade selecionada, a folha sendo formada como um tubo helicoidalmente enrolado de diversas folhas, cada folha sendo aquecida e compri5 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 uma quantidade de primeiras partículas de um material ligante. Uma quantidade de segundas partículas de carbono ativado com uma temperatura de amolecimento substancialmente maior do que a temperatura de amolecimento do material ligante é combinada com a primei10 ra quantidade de partículas para formar uma mistura uniforme. A mistura substancialmente uniforme de partículas é extrudada de um cilindro da extrusora em uma matriz. A mistura de partículas é aquecida até uma temperatura substancialmente acima da temperatura de amolecimento do dito primeiro material, a mistura aquecida sendo subseqüentemente convertida em um material compósito substancialmente homogêneo. O material compósito é rapida15 mente resfriado até abaixo do ponto de amolecimento do material ligante para produzir o material compósito. Então, o material compósito é extrudado na matriz como um produto de material compósito sólido extrudado na forma de um filtro em bloco de carbono.

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

um pano não tecido que compreende uma mistura substancialmente homogênea de uma fibra de base e de um material ligante comprimida para formar uma primeira tira de pano não tecido de porosidade selecionada;

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

um segundo pano não tecido compreendendo uma mistura substancialmente homogênea de uma fibra de base e de uma fibra ligante comprimida para formar uma segunda tira de pano não tecido de porosidade selecionada;

a segunda tira de pano sendo espiralmente enrolada em si mesma em múltiplas 30 camadas sobrepostas para formar uma segunda faixa com uma espessura radial selecionada;

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

A invenção também compreende um aparelho para filtrar uma corrente de líquido, 35 tal como uma corrente de líquido de processamento de gás natural contendo glicóis ou aminas. O aparelho inclui um recipiente fechado com um comprimento e um interior inicialmente aberto. Uma partição fica disposta no interior do recipiente. A partição tem um lado interno

Petição 870170078552, de 16/10/2017, pág. 14/32 plano e um lado externo plano, respectivamente, que dividem o interior do recipiente em um primeiro estágio e em um segundo estágio. Pelo menos uma abertura é fornecida na partição. Um orifício de entrada é fornecido em comunicação fluídica com o primeiro estágio. Um orifício de saída também fornece comunicação fluídica a partir do segundo estágio. Pelo menos um elemento de filtro tubular fica disposto no recipiente para se estender de forma vedada no primeiro estágio. Os elementos de filtro são compostos por meio de filtro de bloco de carbono envolto pelo meio de filtro de profundidade protetor, como exposto.

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

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

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

A figura 2 é uma vista parcialmente esquemática lateral de um recipiente de filtro da 15 tecnologia 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, mostrada 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 filtro 20 da invenção pode assumir várias configurações. Por exemplo, aqueles familiarizados com as indústrias de produção de petróleo e gás estarão familiarizados com recipientes de filtragem que contêm elementos de filtro para filtrar correntes de gás seco, bem como para separar sólidos e líquidos das correntes de gás contaminados. As patentes US 5.919.284, publicada em 6 de julho de 1999 e US 6.168.647, publicada em 2 de janeiro de 2001, ambas de

Perry, Jr., e atribuídas ao cessionário da presente invenção, divulgam recipientes de filtragem que usam elementos de filtro individuais para separar sólidos, filtrar líquidos e coalescer líquidos. Os recipientes multiestágios expostos, bem como uma multiplicidade de outros recipientes de filtragem similares usados na indústria, utilizam elementos sólidos ou tubulares com núcleo oco, tipicamente, formados, pelo menos parcialmente, por um meio de filtra30 gem poroso. Por exemplo, elementos de filtragem porosos usados nos tipos de recipientes de filtragem supracitados são do mesmo tipo geral daqueles que são descritos na patente US 5.827.430, publicada em 27 de outubro de 1998 de Perry, Jr., et al., e atribuída ao cessionário da presente invenção.

A presente invenção faz uso da tecnologia de elemento de filtragem poroso do tipo descrito na supramencionada patente de Perry, Jr., et al. em conjunto com uma outra tecnologia razoavelmente recente, aqui referida como “meio de filtro de bloco de carbono” extrudado. Uma explicação geral da tecnologia de bloco de carbono pode ser encontrada nas

Petição 870170078552, de 16/10/2017, pág. 15/32 seguintes patentes US publicadas, entre outras: patente US 5.189.092, publicada em 23 de fevereiro de 1993, de Koslow; patente US 5.331.037, publicada em 19 de julho de 1994, de Koslow; e patente US 5.922.803, publicada em 13 de julho de 1999, de Koslow, et al. Estas patentes descrevem um método e um aparelho para a extrusão contínua de artigos sólidos compósitos de misturas de alimentação constituídas por uma mistura substancialmente uniforme de material ligante particulado e material primário particulado, que, tipicamente, é carbono ativado. A mistura de alimentação é forçada através de uma matriz de extrusão com seção transversal substancialmente uniforme. A mistura de alimentação particulada é sujeita a aquecimento, pressão e resfriamento, o que consolida a mistura, de acordo com o que ela emerge da matriz como um artigo compósito sólido. Elementos de filtro sólidos das partículas de carbono ativado para uma ampla variedade de aplicações de filtragem podem ser formados usando os processos e aparelhos descritos. Até o limite não reproduzido na discussão que segue, a presente divulgação incorpora pela referência os preceitos das patentes 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 serão familiares aos versados na técnica. Por exemplo, um bloco de carbono pode ser criado a partir 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 virtu20 almente o uso do GAC para os filtros de carbono que se encontram em ponto de uso em muitas aplicações do tipo doméstico. As vantagens do meio de filtro de bloco de carbono em relação ao GAC são diversas. Três das vantagens mais significativas são a cinética, a capacidade de o bloco de carbono agir como um filtro de sólidos bem como um dispositivo de adsorção, e o fato de o bloco de carbono não vazar finos de carbono na corrente de proces25 so que está sendo filtrada.

Carbono ativado remove hidrocarbonetos e outros contaminantes pela adsorção dos mesmos sobre a superfície do carbono em um nível molecular. Uma medida de quão rapidamente esta reação ocorre é referida na discussão que segue como a “cinética” do processo. Com o contato íntimo e menores partículas de carbono do bloco de carbono, a cinética tem uma ordem de grandeza maior do que durante o uso do GAC como o meio de filtragem. Em decorrência disto, o tempo de permanência durante o qual o fluxo deve permanecer em contato com o carbono é enormemente reduzido. Isto permite que as vazões através do carbono aumentem, embora o tamanho exigido do recipiente para tratar um dada corrente fique significativamente menor.

Embora as vantagens dos filtros de bloco de carbono sejam conhecidas em várias indústrias, certos aspectos do seu funcionamento limitaram seu uso em processos industriais do tipo com o qual a presente invenção está relacionada. Por exemplo, o fato de que o

Petição 870170078552, de 16/10/2017, pág. 16/32 bloco de carbono também é um filtro muito bom apresenta uma oportunidade para remover sólidos com o bloco de carbono, bem como líquidos adsorvidos. Entretanto, isto apresenta um desafio em que o bloco de carbono pode ficar prematuramente bloqueado com sólidos, e obstruir antes da utilização completa da capacidade de adsorção do carbono. Isto também pode significar ter que desligar e trocar os filtros mais freqüentemente do que seria exigido pela adsorção sozinha. Esta capacidade de filtragem de sólidos do bloco de carbono não é um problema em muitas das suas aplicações atuais, tal como água potável, em que a contaminação por sólidos, se existir, é muito pequena. Entretanto, no caso de correntes de processo, a contaminação por sólidos pode ser significativa. Em decorrência disto, a tecnologia de bloco de carbono do tipo supradescrito não foi, de acordo com o conhecimento do Requerente, amplamente adaptada para as tecnologias de filtragem de corrente de processo industrial.

A invenção do Requerente aborda os inconvenientes expostos inerentes ao uso da tecnologia de bloco de carbono, desse modo, facilitando o uso da tecnologia de bloco de carbono em aplicações de filtragem de corrente de processo industrial. Este objetivo é realizado casando a tecnologia de bloco de carbono supradescrita com uma camada circundante do meio de filtragem de profundidade poroso protetora. A camada externa de filtragem com profundidade circundante pode ser, por exemplo, tecnologia PEACH® patenteada pelo requerente, 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 pode compreender, por exemplo, um filtro formado por extrusão de microfibras com sopro de ar quente ou por extrusão de filamentos contínuos, um filtro de vidro de fibra de vidro, etc. Estes filtros de profundidade incluirão fibras ligadas para criar um sistema de filtragem para remover os contaminantes sólidos que podem obstruir prematuramente o filtro. A extrusão de filamentos contínuos ou extrusão de microfibras com sopro de ar quente é criada fazendo uma matriz de fibra pelo aquecimento de um polímero como polipropileno e, então, o extrudando através de pequenos orifícios para criar uma matriz de fibras muito finas, estas fibras sendo, então, colocadas juntas para criar um cartucho de filtro ou um meio de filtro com ca30 racterísticas de desempenho específicas. O tubo de fibra de vidro usa finas fibras de vidro que são colocadas em uma manta espessa, que, então, é enrolada em si mesma e ligada usando um ligante de resina de alguma forma.

Uma outra modalidade do presente conceito inventivo incluirá o uso de um “pacote de pregas” do meio de filtragem que será colocado sobre o bloco de carbono. Pacotes de pregas são conhecidos na indústria atual e serão familiares aos versados na técnica. Embora o meio pregueado remova a contaminação por sólidos, este será menos efetivo na remoção de quaisquer contaminações por líquido.

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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 industrial. Nesta discussão, pelo termo “fluido”, entende-se tanto “líquido” quanto “gás”. O recipiente de filtro 13 em particular que é mostrado na figura 1 é um filtro de líquido. Recipien5 tes de filtro do tipo geral ilustrados podem ser utilizados, por exemplo, em processos de separação de petróleo e de gás e em ambientes industriais similares. Embora a figura 1 ilustre uma modalidade de um recipiente de filtragem de líquido, versados na técnica entendem que os elementos de filtro cobertos pela presente invenção podem ser aplicados a uma variedade de tais recipientes usados na indústria. Por exemplo, os elementos de filtro da inven10 ção podem ser empregados em recipientes que são usados para, simultaneamente, filtrar sólidos, separar líquidos, pré-coalescer líquidos e coalescer líquidos fora de uma corrente de gás. Os elementos de filtro também podem ser utilizados em recipientes usados para coalescer e separar dois líquidos e para filtrar sólidos para fora de líquidos. Também, embora o recipiente mostrado na figura 1 ilustre principalmente quatro elementos de filtro visíveis mon15 tados no recipiente ao redor da partição do recipiente, entende-se que alguns desenhos de recipiente empregarão um número variável de elementos, isto é, tanto mais quanto menos elementos, dependendo da aplicação final para o recipiente de filtro.

Novamente, em relação à figura 1, entende-se que, embora o recipiente 13 seja mostrado em uma configuração, no geral, vertical, outros recipientes do mesmo tipo geral também podem ser configurados em uma modalidade, no geral, horizontal. O recipiente 13 tem uma carcaça, no geral, tubular 15 que forma um recipiente fechado com um comprimento e um interior inicialmente aberto 17. O recipiente tem uma entrada 14 e uma saída 16. A carcaça 15 é encerrada em uma extremidade superior deste por meio de um elemento de encerramento que, neste caso, é um flange apertado de líquido. A carcaça 15 é permanen25 temente encerrada em uma extremidade inferior 23 por uma base soldada. O encerramento com flange 19 fornece uma vedação hermética a fluido em relação à entrada 14, bem como acesso aos elementos de filtro. Na modalidade da figura 1, quatro elementos de filtro 25 são suportados 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 padrões de vasos de pressão publicados, tal como ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division 1.

A partição 27, que divide o interior do recipiente nas primeira e segunda câmaras de filtragem, tem lados opostos interno plano e externo plano 29, 31, respectivamente. Uma abertura é fornecida na partição 27 para cada elemento de filtro a ser ali montado. Como será familiar aos versados na técnica na indústria relevante, tipicamente, uma coluna de ascensão verticalmente estendida é montada sobre cada abertura de partição, tal como por solda, para receber uma extremidade de um elemento de filtro para suportar o elemento de

Petição 870170078552, de 16/10/2017, pág. 18/32 filtro na partição. Os elementos de filtro tubulares 25 ficam dispostos no recipiente para se estender de forma vedada na primeira câmara e para comunicar através da coluna de ascensão associada e de suas aberturas associadas na partição 27 com o interior da segunda câmara do recipiente. O fluxo de líquido é através do orifício de entrada 14, através da pri5 meira câmara, através dos interiores da coluna de ascensão, para o interior oco dos elementos de filtro 25 e para fora das suas paredes laterais, e através da segunda câmara até a saída 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 com paredes laterais, no geral cilíndricas 35. Os elementos de filtro têm um furo interior 37, uma primeira abertura de extremidade 39, e uma segunda abertura de extremidade 41 arranjada de forma oposta. As aberturas de extremidade 39, 41 são circundadas pelas tampas de extremidade 43, 45, respectivamente, que podem ser formadas, por exemplo, por metal ou plástico rígido. A tampa de extremidade 45, na modalidade do dispositivo ilustrada, termina em 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 de carbono 51 que forma uma camada, no geral, cilíndrica ao redor do furo central 37. O meio de filtro de bloco de carbono 51 é composto pelo material descrito nas patentes US publicadas supracitadas, entre outras: patente US 5.189.092, publicada em 23 de fevereiro de 1993, de Koslow; patente US 5.331.037, publicada em 19 de julho de 1994, de Koslow; e patente 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 água de alto desempenho, que remove sedimento, cloro, sabor, odor, compostos orgânicos voláteis, metais pesados, tais como chumbo, sulfeto de hidrogênio e componentes metálicos solúveis, e com uma densidade de cerca de 0,84 g/cm³, pode ser extrudado por um processo 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 manganês micronizado com granulometria de pelo menos cerca de -100; e

c) cerca de 12,5 % até cerca de 22,5 % em peso de partículas ligantes com diâmetros entre cerca de 0,1 e cerca de 250 micrômetros e, preferivelmente, de uma composição que compreende:

a) cerca de 55 % em peso de partículas de carbono ativado com uma granulometria de 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 ligantes de polietileno.

Uma mistura de alimentação de 55 % em peso de carbono ativado de casca de coPetição 870170078552, de 16/10/2017, pág. 19/32 co Barnaby Sutcliffe com partículas de malha 50-200, 30 % em peso de Mn2 micronizado com partículas de malha -400, e 15 % em peso de partículas ligantes de polietileno grau 510 (USI Division da Quantum Chemical Corporation) foram misturados em um lote de 600 lb (272,16 kg) em um misturador tipo arado (S. Howes, Silver Creek, N.Y.) por cerca de cinco horas até que uma mistura estável agregada substancialmente uniforme foi obtida. Então, a mistura foi alimentada em uma extrusora. O parafuso de extrusora estilo sem-fim com OD de 2,5” (6,35 cm) e raiz de 1,25” (3,18 cm) foi rotacionado em 3 rpm. O cilindro da extrusora foi mantido em temperatura ambiente, cerca de 20 °C, enquanto que a zona de aquecimento da primeira matriz foi mantida em 340 °F (173 °C) e a zona de aquecimento da segunda matriz em 380 °F (194 °C), e a zona de resfriamento em 95 °F (44 °C). A matriz era uma matriz de aço inoxidável 4410 com OD de 2,5” (6,35 cm), comprimento total de 18” (45,72 cm), 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 inoxidável 4140 com diâmetro uniforme parafusado na ponta do parafuso, com a haste central se estendendo para o interior do centro da matriz para que um elemento de filtro cilíndrico com OD de 2,5” (6,35 cm) e ID de 1,15” (3,18 cm) fosse extrudado. Um dispositivo de contrapressão tipo rosca foi empregado para fornecer contrapressão suficiente para consolidar a mistura de alimentação no produto, com o produto sendo produzido em uma taxa de cerca de 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 patente publicada US 5.189.092 seja meramente representativa da tecnologia da área de meio de filtro de bloco de carbono.

Uma camada protetora 53 (figura 3) de um meio de filtro de profundidade protetor está circundando o meio de filtro de bloco de carbono 51. A construção do meio de filtro de profundidade porosa pode variar dependendo da aplicação final em particular do recipiente de filtragem. O meio de filtro de profundidade 53 pode ser formado de modo concebível por qualquer material convencionalmente usado na tecnologia, incluindo o meio de filtro por extrusão de microfibras com sopro de ar quente ou por extrusão de filamentos contínuos supradescritos, meio de filtro de vidro de fibra de vidro, etc. Entretanto, a camada de meio de filtro de profundidade preferida é construída da maneira e com os materiais divulgados na patente US 5.827.430, publicada em 27 de outubro de 1998 de Perry, Jr., et al. Tais elementos de filtro são comercialmente vendidos sob a marca registrada PEACH® de Perry Equipment Corporation of Mineral Wells, Texas. Até o limite não representado na discussão que segue, 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 profundidade dos elementos de filtro da invenção é dado na coluna 13, linhas 66 e seguintes da patente publicada US 5.827.430, como segue:

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Quatro diferentes tipos de fibras foram adquiridos de Hoechst Celanese de Charlotte, N.C., vendidas sob a designação de fibra “252”, “121”, “224”, “271”. A fibra “252” era o núcleo e o tipo da carcaça, enquanto que as fibras “121”, “224” e “271” eram o tipo puro de componente 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 da fibra “252” composta por 50 % em peso de cada tipo de fibra. Uma segunda mistura de fi10 bras foi fabricada a partir da fibra “224” e da fibra “252” composta por 50 % em peso de cada tipo de fibra. Uma terceira mistura de fibras foi fabricada com uma composição de 25 % em peso da fibra “121” e 25 % em peso da fibra “224” e 50 % em peso da fibra “252”. Uma quarta 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 co15 mo a fibra ligante em cada uma das misturas supracitadas. Cada mistura de fibras foi formada em uma trama que tinha aproximadamente ½ polegada (1,27 centímetro) de espessura. A espessura de cada trama foi reduzida em aproximadamente 50 %, formando uma manta durante seu tempo de permanência de noventa segundos nos fornos de arrasto de ar em função da recirculação do ar saturado com vapor em aproximadamente 40.000 pés cúbicos por minuto (1.132,67 metros cúbicos por minuto) em uma temperatura de 400 graus Fahreneit (204,44 graus Celsius). Havia uma pressão diferencial através da manta nos fornos de arrasto de ar de 6 polegadas (15,24 centímetros) de água. Ao sair dos fornos de arrasto de ar, cada manta foi alimentada entre dois rolos cilíndricos de aço inoxidável, que comprimiam a espessura de cada manta em aproximadamente 50 % em uma folha de pano não tecido com uma largura de cerca de 37 polegadas (93,98 centímetros). Cada folha com 37 polegadas (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 tecido era determinado para ficar na faixa de 0,5 a 1,2 onças por pé quadrado (0,22 a 0,527 gramas por centímetro quadrado). Então, as tiras de pano não tecido 13, 15, 17, 19 eram car30 regadas sobre os eixos de suporte do rolo 79 do suporte de rolo 75, um rolo em cada estágio da máquina de bobinamento 71. Então, as tiras foram formadas em um tubo helicoidalmente enrolado de diversas folhas, cada folha sendo aquecida e comprimida para ligar a fibra base em um elemento de filtro poroso.

Pretende-se que o exemplo exposto dos tipos de material, denier do pano, número de camadas enroladas, etc. em particular seja ilustrativo somente de um tipo de material de filtro com profundidade porosa usado na prática da presente invenção. O denier, número de voltas, etc. serão obviamente determinados pela natureza da aplicação do filtro que é emPetição 870170078552, de 16/10/2017, pág. 21/32 preendida.

A operação da invenção será agora descrita. Primeiro, em relação à figura 2, é mostrado um recipiente de filtragem 55 de carvão ativado granulado designado, primariamente, 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 leito de suporte filtrante 64, localizado acima de um dreno de base 62, suporta uma quantidade de 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 instalados à jusante dos filtros de sólido tipo fluxo completo para adsorver hidrocarbonetos dissol10 vidos, bons inibidores de ácido graxo e certos compostos de degradação provenientes do sistema de glicol e de amina. Um sistema de filtragem adequado reduz problemas de formação 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 de amina 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. No processo de regeneração do glicol, tipicamente, a unidade de filtragem adsorvedora fica localizada à jusante do filtro de fluxo completo e remove impurezas que o filtro de fluxo completo não é projetado para remover.

A invenção do Requerente substitui o material GAC do recipiente 55 com os ele20 mentos de filtro da invenção mostrados nas figuras 1 e 3. Como exposto, os elementos de filtro da invenção utilizam um meio de filtro de bloco de carbono 51 envolto por um meio de filtragem 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 contaminação 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 em contato íntimo com o diâmetro exterior de bloco de carbono do bloco de carbono. A camada protetora externa do meio de filtragem de profundidade elimina a tendência de sólidos obstruírem prematuramente o bloco de carbono interno. O cartucho combinado pode ser projetado 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 capacidade de retenção de sujeira do bloco de carbono aumentou quatro vezes.

Há, na prática, dois mecanismos de remoção em operação no sistema de filtragem híbrido 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 profun35 didade, isto é, o tubo PEACH®. O segundo mecanismo de remoção é a remoção de não sólidos pelo meio de filtro de bloco de carbono. O segundo mecanismo é baseado nas ligações químicas (adsorção) entre as partículas da área de superfície superior na matriz do

Petição 870170078552, de 16/10/2017, pág. 22/32 bloco de carbono e os contaminantes fluidos onde os contaminantes estão, por exemplo, hidrocarbonetos ou produtos químicos dissolvidos, tais como cloro e congêneres. A harmonia que ocorre nos elementos de filtro híbridos da invenção pode ser concebido como o dimensionamento das duas partes do elemento de maneira tal que os dois processos sejam gastos na mesma velocidade. A parte PEACH® do elemento de filtro ficará obstruída com sólidos e, portanto, alcança o seu tempo de vida útil aproximadamente no mesmo tempo que a capacidade sortiva da parte do bloco de carbono do elemento de filtro é consumida. A camada de filtragem com profundidade PEACH® protege o bloco de carbono de se tornar ineficiente pela obstrução por sólidos, desse modo, aumentando enormemente a vida útil do bloco de carbono.

O meio de filtro de bloco de carbono remove sólidos muito eficientemente. Isto é em decorrência 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 com sólidos antes de a capacidade de adsorção do carbono ser consumida. Neste caso, o filtro híbrido não ficará “casado”. Esta obstrução com sólidos resultará em uma alta pressão diferencial e, então, o bloco exigirá troca, mas ele ainda terá capacidade de adsorver mais contaminantes. Isto é onde a camada de filtro PEACH® complementa a ação do bloco de carbono. O meio de filtragem de profundidade do projeto híbrido tem uma alta capacidade de retenção de sujeira e interrompe os sólidos para que a vida útil do bloco de carbono seja estendida a partir da perspectiva dos sólidos, além de oferecer a oportunidade de remover mais dos contaminantes que são adsorvidos.

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

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

Como um exemplo, considere que o bloco de carbono é projetado para remover quantidades mínimas de contaminante, com o processo contendo 2 ppm de hidrocarboneto, cloro ou outro contaminante. Um elemento de 10 polegadas (25,4 centímetros) de comprimento pode ser classificado para tratar um certo volume de líquido antes de gastar sua caPetição 870170078552, de 16/10/2017, pág. 23/32 pacidade de adsorção. Um número razoável para uma configuração do bloco de carbono pode 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 na faixa de 5 a 10 microns. Então, ele removerá contaminantes sólidos maiores do que 5 a 10 microns. Considerando que a contaminação por sólidos da corrente maior do que 10 microns 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 capaz de tratar uma libra (453,59 gramas) ou menos destes sólidos antes de a porosidade no bloco se obstruir e o diferencial no bloco ficar tão alto que seja necessária sua troca. Neste ca10 so, o bloco de carbono será trocado embora tenha sido tratado menos de 20.000 galões (75.708 litros) de fluido, o que é um quarto de sua capacidade. Operar o bloco de carbono desta maneira incorrerá em custos que são cerca de quatro vezes o que é exigido para adsorção somente. Pela combinação do bloco de carbono com o elemento de filtragem com profundidade, a capacidade de sólidos do sistema pode aumentar em quatro vezes, o que resulta nos cartuchos ser trocados em um quarto da freqüência, e na capacidade de adsorção do bloco sendo completamente utilizada.

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

Com um entendimento apropriado das espécies de contaminação no fluido, o tubo PEACH® ou tubo com profundidade que circunda o bloco de carbono pode ser projetado para harmonizar a capacidade de remoção de sólidos com a capacidade de adsorção do sistema. Esta harmonia cria uma solução ideal e particularmente econômica para o proble25 ma geral de contaminação do fluido. O processo também pode ser realizado usando somente um recipiente de filtragem.

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

Relato de Laboratório sobre Testes Completados em 24 de abril de 2006 30 PROJETO N°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, Fotografias digitais.

RESULTADOS:

Exame visual do elemento de filtro demonstrou que ele estava em condição excePetição 870170078552, de 16/10/2017, pág. 24/32 lente. Ambas as vedações de extremidade estavam boas e todos os componentes estavam intactos, estes sendo os anéis O de base e o cabo de fardo de topo. Uma pequena amostra representativa foi removida do elemento para exame. A manga externa PEACH® que foi projetada para proteger o bloco de carbono interno estava relativamente limpa no exterior com uma carga pesada do que parecia ser hidrocarbonetos presos nas camadas médias. A camada exterior da manga continha sólidos medindo de 5 até aproximadamente 220 microns. Algumas aglomerações também foram observadas medindo até 600 microns. A camada exterior da manga não continha grande quantidade de sólidos.

As camadas médias da manga PEACH® continham sólidos medindo de 2 a 60 mi10 crons. Estes sólidos pareciam ser, em sua maioria, formações de ferro com algumas partículas de areia presentes. Uma camada mais pesada de que parecia ser hidrocarbonetos estava presente nestas camadas médias. Aproximadamente 80 % da camada média continha hidrocarbonetos presos com aproximadamente 50 % destas camadas médias contendo sólidos.

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

Uma invenção foi fornecida com diversas vantagens. Os elementos de filtro da invenção casam a adsorção com a remoção dos contaminantes sólidos, bem como exibe a capacidade de expandir a capacidade de adsorção do sistema prendendo hidrocarbonetos ou outros contaminantes na matriz do filtro de profundidade. Os elementos de filtro e o processo de filtragem da invenção fornecem um sistema que elimina a necessidade de múlti25 plos alojamentos de filtro, substituindo os múltiplos alojamentos com um único alojamento. A eliminação dos múltiplos alojamentos de filtro é realizada, melhorando também o efeito geral de filtragem alcançado, e fornecendo também a capacidade de filtrar a toda a corrente de processo em quase todos os casos. A filtragem do fluxo completo que é alcançada melhora o desempenho dos projetos atuais que utilizam somente correntes intercalados. Em casos em que o fluxo ainda é tão grande que o fluxo de um fluxo de arraste não pode ser eliminado, o percentual do fluxo total de solvente que passa através do filtro de carbono de fluxo de arraste pode ser enormemente aumentado.

A capacidade geral de filtragem do sistema é enormemente aumentada em relação à 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 sistema de 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 insPetição 870170078552, de 16/10/2017, pág. 25/32 trumentação de isolamento associadas, somente um recipiente é exigido. O tamanho de uma unidade de filtragem da invenção é menor do que o recipiente de carbono GAC que é atualmente usado na indústria. Em decorrência disto, o custo da instalação desta parte do processo industrial pode ser reduzido em quase 66 %.

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

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

Petição 870170078552, de 16/10/2017, pág. 26/32

Claims (14)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Aparelho para filtrar uma corrente de fluido de processo industrial tal, como uma corrente de líquido de processamento de gás natural contendo glicóis ou aminas, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho compreende:

   5 um recipiente fechado com um comprimento e um interior inicialmente aberto;

   uma partição (27) disposta no interior do recipiente, a partição (27) com um lado interno plano (29) e um lado externo plano (31), respectivamente, dividindo o interior do recipiente em um primeiro estágio e em um segundo estágio;

   pelo menos uma abertura na partição (27);

   10 um orifício de entrada (14) em comunicação fluídica com o primeiro estágio;

   um orifício de saída (16) em comunicação fluídica com o segundo estágio;

   pelo menos um elemento de filtro (25) tubular, o elemento de filtro (25) tubular sendo montado ao redor da abertura de partição e ficando disposto no interior do recipiente para se estender de forma vedada no primeiro estágio;

   15 em que o elemento de filtro tubular tem um comprimento e um furo central (37) que se estende entre suas extremidades opostas, o furo central (37) sendo envolto por um meio de filtro de bloco de carbono (51), o meio de filtro de bloco de carbono (51) sendo, por sua vez, envolto por um meio de filtro de profundidade protetor, em que o meio de filtro de profundidade protetor é composto por folhas de pano não

   20 tecido formadas por uma mistura de uma base e de um material ligante que é comprimida para formar uma folha de porosidade selecionada, a folha sendo formada como um tubo helicoidalmente envolto por diversas folhas, cada folha sendo aquecida e comprimida para ligar a fibra de base em um elemento de filtro poroso.
2. 2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que

   25 o meio de filtro de profundidade é selecionado do grupo que consiste de meio de filtro formado por extrusão de microfibras com sopro de ar quente, de meio de filtro formado por extrusão de filamentos contínuos e de meio de filtro de vidro de fibra de vidro.
3. 3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de filtro de bloco de carbono (51) é envolto por um saco de filtro plissado.

   30
4. 4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de filtro de bloco de carbono (51) é um produto de material compósito sólido extrudado que 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 uma

   35 temperatura de amolecimento substancialmente maior do que a temperatura de amolecimento do material ligante;

   combinar as primeira e segunda quantidades de partículas em uma mistura subsPetição 870180015466, de 26/02/2018, pág. 10/14 tancialmente uniforme;

   extrudar a mistura substancialmente uniforme em um cilindro da extrusora no interior de uma matriz com seção transversal substancialmente uniforme;

   aquecer a mistura substancialmente uniforme no interior da matriz até uma tempe5 ratura substancialmente acima da temperatura de amolecimento do material ligante, mas até uma temperatura menor do que a temperatura de amolecimento do dito primeiro material;

   aplicar contrapressão suficiente, a partir da ausência da matriz, na mistura aquecida no interior da matriz para converter a mistura aquecida em um material compósito substancialmente homogêneo;

   10 resfriar rapidamente o material compósito até abaixo do ponto de amolecimento do material ligante para produzir o material compósito; e extrudar o material compósito a partir da matriz como um produto de material compósito sólido extrudado.
5. 5. Elemento de filtro (25) usado em aparelho para filtrar uma corrente de fluido de 15 processo industrial tal, como uma corrente de líquido de processamento de gás natural contendo glicóis ou aminas definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento compreende:

   um corpo do elemento de filtro com um comprimento e um furo central (37) que se estende entre suas extremidades opostas, o furo central (37) sendo envolto por um meio de

   20 filtro de bloco de carbono (51), o meio de filtro de bloco de carbono (51) sendo, por sua vez, envolto por um meio de filtro de profundidade protetor;

   em que o meio de filtro de profundidade protetor é composto por folhas de pano não tecido formadas por uma mistura de uma base e de um material ligante que é comprimida para formar uma folha de porosidade selecionada, a folha sendo formada como um tubo

   25 helicoidalmente enrolado de diversas folhas, cada folha sendo aquecida e comprimida para ligar a fibra de base em um elemento de filtro poroso.
6. 6. Elemento de filtro (25), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de filtro de bloco de carbono (51) é formado por um processo de:

   fornecer uma quantidade de primeiras partículas de um material ligante;

   30 fornecer uma quantidade de segundas partículas de carbono ativado com uma temperatura de amolecimento substancialmente maior do que a temperatura de amolecimento do material ligante;

   combinar as primeira e segunda quantidades de partículas em uma mistura substancialmente uniforme;

   35 extrudar a mistura substancialmente uniforme de um cilindro da extrusora no interior de uma matriz com seção transversal substancialmente uniforme;

   aquecer a mistura substancialmente uniforme no interior da matriz até uma tempePetição 870180015466, de 26/02/2018, pág. 11/14 ratura substancialmente acima da temperatura de amolecimento do material ligante, mas até uma temperatura mais baixa do que a temperatura de amolecimento do dito primeiro material;

   aplicar contrapressão suficiente, a partir da ausência da matriz, na mistura aquecida

   5 na matriz para converter a mistura aquecida em um material compósito substancialmente homogêneo;

   resfriar rapidamente o material compósito até abaixo do ponto de amolecimento do material ligante para produzir o material compósito; e extrudar o material compósito a partir da matriz como um produto de material com10 pósito sólido extrudado.
7. 7. Elemento de filtro (25), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de 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 uma

   15 temperatura de amolecimento substancialmente maior do que a temperatura de amolecimento do material ligante;

   combinar as primeira e segunda quantidades de partículas em uma mistura substancialmente uniforme;

   aquecer a mistura substancialmente uniforme de partículas e pressioná-las juntas

   20 em um molde em uma temperatura substancialmente acima da temperatura de amolecimento do material ligante, mas até uma temperatura mais baixa do que a temperatura de amolecimento do dito material primário para, desse modo, converter a mistura aquecida no molde em um material compósito substancialmente homogêneo;

   resfriar o material compósito até abaixo do ponto de amolecimento do material li25 gante para produzir o material compósito; e remover o material compósito do molde como um produto de material compósito sólido.
8. 8. Elemento de filtro (25), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de filtro de profundidade protetor é composto por:

   30 um pano não tecido que compreende uma mistura substancialmente homogênea de uma fibra de base e um de material ligante comprimida para formar uma primeira tira de pano não tecido de porosidade selecionada;

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

   35 selecionada;

   um segundo pano não tecido que compreende uma mistura substancialmente homogênea de uma fibra de base e de uma fibra ligante comprimida para formar uma segunda

   Petição 870180015466, de 26/02/2018, pág. 12/14 tira de pano não tecido de porosidade selecionada;

   a segunda tira de pano sendo espiralmente enrolada em si mesma em múltiplas camadas sobrepostas para formar uma segunda faixa com uma espessura radial selecionada;

   5 as primeira e segunda faixas sendo sobrepostas e ligadas para formar um elemento de filtro poroso de auto-suporte.
9. 9. Elemento de filtro (25), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de filtro (25) de profundidade protetor é composto por:

   um pano não tecido que compreende uma mistura substancialmente homogênea de 10 uma fibra de base e de um material ligante termicamente fundido e comprimido para formar uma primeira tira de pano não tecido de porosidade selecionada;

   o material ligante com pelo menos uma superfície com uma temperatura de fusão mais baixa do que aquela da fibra de base, a fibra de base e o material ligante sendo termicamente fundidos em uma temperatura para fundir pelo menos a superfície do material li15 gante para ligar as fibras de base, quando o pano é resfriado, na primeira tira de pano não tecido;

   a primeira tira de pano não tecido sendo espiralmente enrolada em si mesma em múltiplas camadas sobrepostas para formar uma primeira faixa com uma espessura radial selecionada e um comprimento axial;

   20 pelo menos um segundo pano não tecido que compreende uma mistura substancialmente homogênea de uma fibra de base e de uma fibra ligante termicamente fundida e comprimida para formar uma segunda tira de pano não tecido de porosidade selecionada;

   o material ligante do segundo pano não tecido com pelo menos uma superfície com uma temperatura de fusão mais baixa do que aquela da fibra de base, a fibra de base e o

   25 material ligante sendo termicamente fundidos em uma temperatura para fundir pelo menos a superfície do material ligante para ligar as fibras de base, quando o pano for resfriado, na segunda tira de pano não tecido;

   a segunda tira de pano sendo espiralmente enrolada em si mesma em múltiplas camadas sobrepostas para formar uma segunda faixa com uma espessura radial seleciona30 da;

   a segunda tira de pano sendo sobreposta ao longo de pelo menos uma parte do comprimento axial da primeira tira de pano e novamente fundida a uma temperatura para fundir pelo menos uma superfície do material ligante nas tiras de pano não tecido para ligar as fibras de base das primeira e segunda faixas em um elemento de filtro poroso de auto35 suporte.
10. 10. Elemento de filtro (25), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que as primeira e segunda tiras de pano não tecido têm porosidades diferentes.

    Petição 870180015466, de 26/02/2018, pág. 13/14
11. 11. Elemento de filtro (25), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de filtro é composto por três ou mais faixas sobrepostas de tiras de pano não tecido multi sobrepostas.
12. 12. Elemento de filtro (25), de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO 5 pelo fato de que cada faixa inclui pelo menos três camadas sobrepostas que dão à faixa a espessura radial selecionada.
13. 13. Método para fabricar um elemento de filtro (25) híbrido definido na reivindicação 5 usado em aparelho para filtrar uma corrente de fluido de processo industrial tal, como uma corrente de líquido de processamento de gás natural contendo glicóis ou aminas definido na

    10 reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende as etapas de:

    formar um corpo do elemento de filtro possuindo um comprimento e um furo central (37) que se estende entre suas extremidades opostas, o furo central (37) sendo envolto por um meio de filtro de bloco de carbono (51), o meio de filtro de bloco de carbono (51) sendo, por sua vez, envolto por um meio de filtro de profundidade protetor,

    15 em que o meio de filtro de bloco de carbono (51) tem uma capacidade de adsorção conhecida, e em que o meio de filtro de profundidade é dimensionado para condizer com a capacidade de remoção de sólidos do elemento de filtro (25) com a capacidade de adsorção do meio de filtro de bloco de carbono (51), em que o meio de filtro de profundidade protetor é composto por folhas de pano não

    20 tecido formadas por uma mistura de uma base e um material ligante que é comprimida para formar uma folha de porosidade selecionada, a folha sendo formada como um tubo helicoidalmente enrolado de diversas folhas, cada folha sendo aquecida e comprimida para ligar a fibra de base em um elemento de filtro poroso.
14. 14. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que

    25 a capacidade de adsorção do elemento de filtro (25) é aumentada pela retenção de contaminantes sólidos no meio de filtro de profundidade protetor antes que tais contaminantes sólidos entrem em contato com o meio de filtro de bloco de carbono (51).

    Petição 870180015466, de 26/02/2018, pág. 14/14