Colector de polvo

Este artículo necesita citas adicionales para su verificación . Por favor, ayuda a mejorar este artículo mediante la adición de citas de fuentes confiables . El material no obtenido puede ser cuestionado y eliminado. Encuentre fuentes:  "Colector de polvo"  -  noticias  · periódicos  · libros  · académico  · JSTOR ( julio de 2013 ) ( Aprenda cómo y cuándo eliminar este mensaje de plantilla )

Colector de polvo con cámara de filtros para plantas de asfalto ^[1]

Dos recolectores de polvo en la azotea en Pristina , Kosovo

Un colector de polvo es un sistema que se utiliza para mejorar la calidad del aire liberado por los procesos industriales y comerciales al recolectar polvo y otras impurezas del aire o el gas. Diseñado para manejar cargas de polvo de gran volumen, un sistema colector de polvo consta de un soplador, un filtro de polvo, un sistema de limpieza de filtros y un receptáculo de polvo o un sistema de eliminación de polvo. Se distingue de los purificadores de aire , que utilizan filtros desechables para eliminar el polvo.

Historia

Wilhelm Beth

"Beth" -Filtro "KS" (1910)

Esta sección necesita expansión . Puede ayudar agregando más . ( Julio de 2013 )

El padre del recolector de polvo fue Wilhelm Beth de Lübeck . ^[2] En 1921, patentó tres diseños de filtros en los que había sido pionero para eliminar el polvo del aire. ^{[3] [4] [5]}

Usos

Los colectores de polvo se utilizan en muchos procesos para recuperar sólidos o polvos granulares valiosos de las corrientes del proceso, o para eliminar los contaminantes sólidos granulares de los gases de escape antes de ventilarlos a la atmósfera. La recolección de polvo es un proceso en línea para recolectar cualquier polvo generado por el proceso desde el punto de origen de manera continua. Los colectores de polvo pueden ser de construcción de una sola unidad o una colección de dispositivos utilizados para separar las partículas del aire de proceso. A menudo se utilizan como un dispositivo de control de la contaminación del aire para mantener o mejorar la calidad del aire.

Los colectores de neblina eliminan el material particulado en forma de finas gotitas de líquido del aire. A menudo se utilizan para la recolección de fluidos para el trabajo de metales y neblinas de refrigerante o aceite. Los colectores de neblina se utilizan a menudo para mejorar o mantener la calidad del aire en el entorno laboral.

Los colectores de humos y humos se utilizan para eliminar del aire partículas de tamaño submicrométrico. Reducen o eliminan eficazmente las partículas y las corrientes de gas de muchos procesos industriales, como la soldadura , el procesamiento de caucho y plástico, el mecanizado de alta velocidad con refrigerantes, el templado y el temple .

Tipos de recolectores de polvo

Los cinco tipos principales de colectores de polvo industriales son:

• Separadores inerciales
• Filtros de tela
• Depuradores húmedos
• Coleccionistas de unidades
• Precipitadores electrostáticos

Separadores inerciales

Los separadores inerciales separan el polvo de las corrientes de gas mediante una combinación de fuerzas, como centrífuga, gravitacional e inercial. Estas fuerzas mueven el polvo a un área donde las fuerzas ejercidas por la corriente de gas son mínimas. El polvo separado se mueve por gravedad a una tolva, donde se almacena temporalmente.

Los tres tipos principales de separadores inerciales son:

• Cámaras de sedimentación
• Cámaras deflectoras
• Colectores centrífugos

Ni las cámaras de sedimentación ni las cámaras deflectoras se utilizan comúnmente en la industria de procesamiento de minerales. Sin embargo, sus principios de funcionamiento a menudo se incorporan al diseño de colectores de polvo más eficientes.

Cámara de sedimentación

Una cámara de sedimentación consta de una caja grande instalada en la red de conductos. El aumento del área de la sección transversal en la cámara reduce la velocidad de la corriente de aire llena de polvo y las partículas más pesadas se depositan. Las cámaras de sedimentación tienen un diseño simple y pueden fabricarse con casi cualquier material. Sin embargo, rara vez se utilizan como colectores de polvo primarios debido a sus grandes requisitos de espacio y baja eficiencia. Un uso práctico es como prelimpiadores para una recolección más eficiente. Ventajas: 1) construcción simple y bajo costo 2) libre de mantenimiento 3) recoge partículas sin necesidad de agua. Desventajas: 1) baja eficiencia 2) gran espacio requerido.

Cámara deflectora

Diagrama de una cámara deflectora

Las cámaras deflectoras utilizan una placa deflectora fija que hace que la corriente de gas de transporte cambie repentinamente de dirección. Las partículas de gran diámetro no siguen la corriente de gas, sino que continúan en un espacio de aire muerto y se asientan. Las cámaras deflectoras se utilizan como prelimpiadores

Colectores centrífugos

Artículo principal: Separación ciclónica

Los colectores centrífugos utilizan una acción ciclónica para separar las partículas de polvo de la corriente de gas. En un ciclón típico, la corriente de gas de polvo entra en ángulo y se hace girar rápidamente. La fuerza centrífuga creada por el flujo circular lanza las partículas de polvo hacia la pared del ciclón. Después de golpear la pared, estas partículas caen en una tolva ubicada debajo.

Los tipos más comunes de colectores centrífugos o inerciales que se utilizan en la actualidad son:

Separadores de un solo ciclón

Los separadores de un solo ciclón crean un vórtice doble para separar el polvo grueso del fino. El vórtice principal gira en espiral hacia abajo y transporta la mayoría de las partículas de polvo más gruesas. El vórtice interno, creado cerca del fondo del ciclón, gira en espiral hacia arriba y transporta partículas de polvo más finas.

Separadores de ciclones múltiples

Los separadores de ciclones múltiples consisten en varios ciclones de diámetro pequeño, que operan en paralelo y tienen una entrada y salida de gas común, como se muestra en la figura, y operan con el mismo principio que los separadores de ciclones simples, creando un vórtice externo hacia abajo y un vórtice interior ascendente.

Los separadores de ciclones múltiples eliminan más polvo que los separadores de ciclones individuales porque los ciclones individuales tienen una mayor longitud y un diámetro más pequeño. La longitud más larga proporciona un tiempo de residencia más prolongado, mientras que el diámetro más pequeño crea una mayor fuerza centrífuga. Estos dos factores dan como resultado una mejor separación de las partículas de polvo. La caída de presión de los colectores con separadores de ciclones múltiples es mayor que la de los separadores de un solo ciclón, lo que requiere más energía para limpiar la misma cantidad de aire. Un separador ciclónico de cámara única del mismo volumen es más económico, pero no elimina tanto polvo.

Los separadores ciclónicos se encuentran en todo tipo de aplicaciones industriales y de energía, incluidas plantas de pulpa y papel, plantas de cemento, acerías, plantas de coque de petróleo, plantas metalúrgicas, aserraderos y otros tipos de instalaciones que procesan polvo.

Separadores de flujo de aire secundario

Este tipo de ciclón utiliza un flujo de aire secundario, inyectado en el ciclón para lograr varias cosas. El flujo de aire secundario aumenta la velocidad de la acción ciclónica haciendo que el separador sea más eficiente; intercepta las partículas antes de que lleguen a las paredes interiores de la unidad; y fuerza a las partículas separadas hacia el área de recolección. El flujo de aire secundario protege al separador de la abrasión de partículas y permite que el separador se instale horizontalmente porque no se depende de la gravedad para mover las partículas separadas hacia abajo.

Filtros de tela

Comúnmente conocidos como filtros de mangas , los recolectores de telas utilizan la filtración para separar las partículas de polvo de los gases polvorientos. Son uno de los tipos de colectores de polvo más eficientes y rentables disponibles y pueden lograr una eficiencia de recolección de más del 99% para partículas muy finas. ^[6]

Los gases cargados de polvo ingresan a la cámara de filtros y pasan a través de bolsas de tela que actúan como filtros. Las bolsas pueden ser de algodón tejido o fieltro, material sintético o de fibra de vidrio en forma de tubo o sobre.

Recubrimiento previo

Para garantizar que las bolsas de filtro tengan una vida útil prolongada, normalmente se recubren con un potenciador de filtro (prerrevestimiento). El uso de piedra caliza químicamente inerte (carbonato de calcio) es más común ya que maximiza la eficiencia de la recolección de polvo (incluidas las cenizas volantes) a través de la formación de lo que se llama una torta de polvo o recubrimiento en la superficie del medio filtrante. Esto no solo atrapa las partículas finas, sino que también protege la bolsa de la humedad y las partículas aceitosas o pegajosas que pueden adherirse al medio filtrante. Sin una capa previa, la bolsa de filtro permite que las partículas finas se filtren a través del sistema de filtro de bolsa, especialmente durante el arranque, ya que la bolsa solo puede hacer una parte de la filtración, dejando las partes más finas a la torta de polvo del potenciador del filtro. ^{[ cita requerida ]}

Partes

Los filtros de tela generalmente tienen las siguientes partes:

1. Plenum limpio
2. Pleno polvoriento
3. Bolsa, jaula, conjunto venturi
4. Placa de tubo
5. RAV / TORNILLO
6. Cabezal de aire comprimido
7. Tubo de soplado
8. Vivienda y tolva

Tipos de limpieza de bolsas

Las cámaras de filtros se caracterizan por su método de limpieza. ^{[ cita requerida ]}

Temblando

Una varilla que se conecta a la bolsa está impulsada por un motor. Esto proporciona movimiento para eliminar las partículas apelmazadas. La velocidad y el movimiento de la agitación dependen del diseño de la bolsa y de la composición del material particulado. Generalmente el temblor es horizontal. La parte superior de la bolsa está cerrada y la parte inferior abierta. Cuando se agita, se libera el polvo acumulado en el interior de la bolsa. No fluye gas sucio a través de una bolsa mientras se limpia. Esta redirección del flujo de aire ilustra por qué las cámaras de filtros deben compartimentarse.

Aire inverso

El flujo de aire le da estructura a la bolsa. El aire sucio fluye a través de la bolsa desde el interior, permitiendo que el polvo se acumule en la superficie interior. Durante la limpieza, el flujo de gas está restringido desde un compartimiento específico. Sin el aire que fluye, las bolsas se relajan. La bolsa cilíndrica contiene anillos que evitan que se colapse por completo bajo la presión del aire. Un ventilador sopla aire limpio en dirección contraria. La relajación y el flujo de aire inverso hacen que la torta de polvo se desmorone y se libere en la tolva. Una vez finalizado el proceso de limpieza, continúa el flujo de aire sucio y la bolsa recupera su forma.

Chorro de pulso

Este tipo de limpieza de la cámara de filtros (también conocida como limpieza con chorro de presión) es el más común. Se utiliza una ráfaga de aire a alta presión para eliminar el polvo de la bolsa. La explosión entra por la parte superior del tubo de la bolsa, deteniendo temporalmente el flujo de aire sucio. El impacto del aire hace que una ola de expansión recorra la tela. La flexión de la bolsa se rompe y descarga la torta de polvo. La ráfaga de aire es de aproximadamente 0,1 segundos y la onda de choque tarda aproximadamente 0,5 segundos en viajar a lo largo de la bolsa. Debido a su rápida liberación, la ráfaga de aire no interfiere con el flujo de gas contaminado. Por lo tanto, las cámaras de filtros de chorro de pulso pueden operar continuamente y no suelen estar compartimentadas. La ráfaga de aire comprimido debe ser lo suficientemente potente como para garantizar que la onda de choque recorra toda la longitud de la bolsa y fracture la torta de polvo.La eficiencia del sistema de limpieza permite que la unidad tenga una proporción de gas a tela mucho más alta (o rendimiento volumétrico de gas por unidad de área de filtro) que los filtros de bolsa de aire de agitación y de retroceso.^{[7] Por lo tanto,} este tipo de filtro requiere un área más pequeña para admitir el mismo volumen de aire.

Sonic

El método de limpieza menos común es el sónico. El temblor se logra mediante vibración sónica. Un generador de sonido produce un sonido de baja frecuencia que hace vibrar las bolsas. La limpieza sónica se combina comúnmente con otro método de limpieza para garantizar una limpieza completa.

Jaula giratoria

Aunque los principios de este método son básicos, el método de limpieza de jaulas mecánicas giratorias es relativamente nuevo en el mercado internacional. Este método se puede visualizar recordando a los usuarios que coloquen una alfombra para cubrir el piso en una línea de telas y que eliminen el polvo. La jaula giratoria consta de una jaula con posición fija que sostiene la bolsa de filtro. Anidado dentro de la jaula que sostiene la bolsa hay una jaula secundaria que puede girar 90 grados. Esta acción de rotación se puede ajustar para lograr el efecto de batido deseado en el interior de la bolsa. ^[8]

Colectores de cartuchos

Los colectores de cartuchos utilizan cartuchos de metal perforado que contienen un medio filtrante plisado, no tejido, a diferencia de las bolsas tejidas o de fieltro que se usan en las cámaras de filtros. El diseño plisado permite un área de superficie de filtrado total mayor que en una bolsa convencional del mismo diámetro. El área de filtrado mayor da como resultado una relación de aire a medio, caída de presión y tamaño total del colector reducidos.

Los colectores de cartucho están disponibles en diseños de uso continuo o de un solo uso. En los colectores de un solo uso, los cartuchos sucios se cambian y la suciedad acumulada se elimina mientras el colector está apagado. En el diseño de servicio continuo, los cartuchos se limpian mediante el sistema de limpieza por chorro de pulso convencional.

Depuradores húmedos

Ver también: Recolección de partículas en depuradores húmedos

Los colectores de polvo que utilizan líquido se conocen como depuradores húmedos . En estos sistemas, el líquido de lavado (generalmente agua) entra en contacto con una corriente de gas que contiene partículas de polvo. Un mayor contacto de las corrientes de gas y líquido produce una mayor eficiencia de eliminación de polvo.

Existe una gran variedad de depuradores húmedos; sin embargo, todos tienen una de tres configuraciones básicas:

1. Humidificación por gas: el proceso de humidificación por gas aglomera partículas finas, aumentando el volumen y facilitando la recolección.

2. Contacto gas-líquido: este es uno de los factores más importantes que afectan la eficiencia de la recolección. La partícula y la gota entran en contacto por cuatro mecanismos principales:

a) Impactación inercial: cuando las gotas de agua se colocan en el camino de una corriente de gas cargada de polvo, la corriente se separa y fluye a su alrededor. Debido a la inercia, las partículas de polvo más grandes continuarán en línea recta, golpearán las gotas y quedarán encapsuladas.

b) Intercepción: las partículas más finas que se mueven dentro de una corriente de gas no golpean las gotas directamente, sino que se rozan y se adhieren a ellas.

c) Difusión: cuando las gotas de líquido se esparcen entre las partículas de polvo, las partículas se depositan en las superficies de las gotas mediante el movimiento browniano o difusión. Este es el mecanismo principal en la recolección de partículas de polvo submicrométricas.

d) Nucleación de condensación: si un gas que pasa a través de un depurador se enfría por debajo del punto de rocío, se produce condensación de humedad en las partículas de polvo. Este aumento en el tamaño de las partículas facilita la recolección.

3. Separación gas-líquido - Independientemente del mecanismo de contacto utilizado, se debe eliminar la mayor cantidad de líquido y polvo posible. Una vez que se hace contacto, las partículas de polvo y las gotas de agua se combinan para formar aglomerados. A medida que los aglomerados crecen, se asientan en un colector.

Los gases "limpios" normalmente pasan a través de un eliminador de neblina (almohadillas antivaho) para eliminar las gotas de agua de la corriente de gas. El agua sucia del sistema de depuración se limpia y se descarga o se recicla al depurador. El polvo se elimina del depurador en una unidad de clarificación o en un tanque de cadena de arrastre. En ambos sistemas, el material sólido se deposita en el fondo del tanque. Un sistema de transportador de cadena de arrastre elimina los lodos y los deposita en un contenedor de basura o una pila de almacenamiento.

Tipos de depuradores

Los depuradores húmedos de depuradores de torre de aspersión se pueden clasificar por caída de presión de la siguiente manera:

• Depuradores de bajo consumo (de 0,5 a 2,5 pulgadas de medidor de agua - 124,4 a 621,9 Pa)
• Depuradores de energía baja a media (manómetro de agua de 2,5 a 6 pulgadas - 0,622 a 1,493 kPa)
• Depuradores de energía media a alta (medidor de agua de 6 a 15 pulgadas - 1,493 a 3,731 kPa)
• Depuradores de alta energía (más de 15 pulgadas de calibre de agua, más de 3.731 kPa)

Debido a la gran cantidad de depuradores comerciales disponibles, no es posible describir aquí cada tipo individual. Sin embargo, las siguientes secciones proporcionan ejemplos de depuradores típicos en cada categoría.

Depuradores de baja energía

En el simple depurador de torre de pulverización por gravedad, las gotas de líquido formadas por líquido atomizado en las boquillas de pulverización caen a través de los gases de escape ascendentes. El agua sucia se drena en la parte inferior.

Estos depuradores funcionan con caídas de presión de 1 a 2 pulgadas de manómetro de agua (¼ a ½ kPa) y son aproximadamente un 70% de eficiencia en partículas de 10 µm. Su eficiencia es pobre por debajo de 10 µm. Sin embargo, son capaces de tratar concentraciones de polvo relativamente altas sin obstruirse.

Depuradores de energía baja a media

Los ciclones húmedos utilizan la fuerza centrífuga para hacer girar las partículas de polvo (similar a un ciclón) y arrojar las partículas sobre las paredes húmedas del colector. El agua que se introduce desde la parte superior para mojar las paredes del ciclón se lleva estas partículas. Las paredes mojadas también evitan que el polvo vuelva a acumularse.

Las caídas de presión para estos colectores varían de 2 a 8 pulgadas de agua (½ a 2 kPa), y la eficiencia de recolección es buena para partículas de 5 μm y más.

Depuradores de alta energía Lavador de co-corriente

Los depuradores de lecho empacado consisten en lechos de elementos de empaque, como coque, roca partida, anillos, sillas de montar u otros elementos manufacturados. El empaque descompone el flujo de líquido en una película de gran superficie, de modo que las corrientes de gas polvoriento que pasan a través del lecho logran un contacto máximo con la película de líquido y se depositan en las superficies de los elementos de empaque. Estos depuradores tienen una buena eficiencia de recolección de polvo respirable.

Tres tipos de depuradores de lecho compacto son:

• Depuradores de flujo cruzado
• Depuradores de flujo paralelo
• Depuradores de flujo a contracorriente

La eficiencia se puede aumentar en gran medida minimizando el tamaño del objetivo, es decir, utilizando alambre de acero inoxidable de 0,003 pulg. (0,076 mm) de diámetro y aumentando la velocidad del gas a más de 1,800 pies / min (9,14 m / s).

Depuradores de alta energía

Los depuradores Venturi constan de una entrada y un separador en forma de venturi. El lavador venturi de gases cargados de polvo ingresa a través del venturi y se acelera a velocidades entre 12.000 y 36.000 pies / min (60,97-182,83 m / s). Estas altas velocidades de gas atomizan inmediatamente el rocío de agua gruesa, que se inyecta radialmente en la garganta del venturi, en finas gotas. La alta energía y la turbulencia extrema promueven la colisión entre las gotas de agua y las partículas de polvo en la garganta. El proceso de aglomeración entre partículas y gotitas continúa en la sección divergente del venturi. Los grandes aglomerados formados en el venturi se eliminan luego mediante un separador inercial.

Los depuradores Venturi logran una alta eficiencia de recolección de polvo respirable. Dado que la eficiencia de un depurador venturi depende de la caída de presión, algunos fabricantes suministran un venturi de garganta variable para mantener la caída de presión con diferentes flujos de gas.

Precipitadores electrostáticos (ESP)

Artículo principal: precipitador electrostático

Los precipitadores electrostáticos utilizan fuerzas electrostáticas para separar las partículas de polvo de los gases de escape. Se colocan varios electrodos de descarga de corriente continua y alto voltaje entre los electrodos colectores conectados a tierra. Los gases contaminados fluyen por el paso formado por los electrodos de descarga y recogida. Los precipitadores electrostáticos funcionan según el mismo principio que los purificadores de aire "iónicos" domésticos.

Las partículas transportadas por el aire reciben una carga negativa a medida que atraviesan el campo ionizado entre los electrodos. Estas partículas cargadas son luego atraídas por un electrodo conectado a tierra o cargado positivamente y se adhieren a él.

El material recogido en los electrodos se elimina golpeando o haciendo vibrar los electrodos colectores de forma continua o en un intervalo predeterminado. La limpieza de un precipitador generalmente se puede hacer sin interrumpir el flujo de aire.

Los cuatro componentes principales de todos los precipitadores electrostáticos son:

• Unidad de fuente de alimentación, para proporcionar alimentación de CC de alto voltaje
• Sección ionizante, para impartir una carga a las partículas en la corriente de gas.
• Un medio para eliminar las partículas recolectadas.
• Una carcasa para encerrar la zona del precipitador.

Los siguientes factores afectan la eficiencia de los precipitadores electrostáticos:

• Las áreas de superficie de recolección más grandes y las tasas de flujo de gas más bajas aumentan la eficiencia debido al mayor tiempo disponible para que la actividad eléctrica trate las partículas de polvo.
• Un aumento en la velocidad de migración de partículas de polvo a los electrodos colectores aumenta la eficiencia. La velocidad de migración se puede incrementar mediante:
  • Disminuir la viscosidad del gas
  • Aumentando la temperatura del gas
  • Incrementando el campo de voltaje

Tipos de precipitadores

Hay dos tipos principales de precipitadores:

• Alto voltaje, de una sola etapa: los precipitadores de una sola etapa combinan una etapa de ionización y una de recolección. Se les conoce comúnmente como precipitadores de Cottrell.
• Bajo voltaje, dos etapas: los precipitadores de dos etapas utilizan un principio similar; sin embargo, a la sección de ionización le siguen las placas de recogida.

A continuación se describe el precipitador de una sola etapa de alto voltaje, que se usa ampliamente en las operaciones de procesamiento de minerales. El precipitador de dos etapas de bajo voltaje se utiliza generalmente para la filtración en sistemas de aire acondicionado.

Precipitadores de placas

La mayoría de los precipitadores electrostáticos instalados son del tipo placa. Las partículas se recogen en superficies planas y paralelas que tienen una separación de 20 a 30 cm (8 a 12 pulgadas), con una serie de electrodos de descarga espaciados a lo largo de la línea central de dos placas adyacentes. Los gases contaminados pasan a través del pasaje entre las placas y las partículas se cargan y se adhieren a las placas de recogida. Las partículas recolectadas generalmente se eliminan golpeando las placas y se depositan en contenedores o tolvas en la base del precipitador.

Precipitadores tubulares

Los precipitadores tubulares consisten en electrodos colectores cilíndricos con electrodos de descarga ubicados en el eje del cilindro. Los gases contaminados fluyen alrededor del electrodo de descarga y ascienden por el interior de los cilindros. Las partículas cargadas se recogen en las paredes conectadas a tierra del cilindro. El polvo acumulado se retira del fondo del cilindro.

Los precipitadores tubulares se utilizan a menudo para la recolección de neblina o neblina o para materiales adhesivos, pegajosos, radiactivos o extremadamente tóxicos.

Coleccionistas de unidades

A diferencia de los colectores centrales, los colectores unitarios controlan la contaminación en su origen. Son pequeños y autónomos, y constan de un ventilador y algún tipo de colector de polvo. Son adecuados para operaciones de producción de polvo aisladas, portátiles o que se mueven con frecuencia, como contenedores y silos o puntos de transferencia de cinta transportadora remotos. Las ventajas de los colectores unitarios incluyen los requisitos de espacio reducido, el retorno del polvo acumulado al flujo principal de material y el bajo costo inicial. Sin embargo, se han sacrificado sus capacidades de almacenamiento y retención de polvo, las instalaciones de servicio y los períodos de mantenimiento.

Hay varios diseños disponibles, con capacidades que van desde 200 a 2,000 pies³ / min (90 a 900 L / s). Hay dos tipos principales de colectores unitarios:

• Colectores de telas, con agitación manual o limpieza por chorro de pulsos, normalmente utilizados para polvo fino
• Colectores ciclónicos: normalmente se utilizan para polvo grueso

Los recolectores de telas se utilizan con frecuencia en las operaciones de procesamiento de minerales porque brindan una alta eficiencia de recolección y un flujo de aire de escape ininterrumpido entre los ciclos de limpieza. Los colectores ciclónicos se utilizan cuando se genera polvo más grueso, como en la carpintería, el esmerilado de metales o el mecanizado.

Se deben considerar los siguientes puntos al seleccionar un colector unitario:

• La eficiencia de limpieza debe cumplir con todas las regulaciones aplicables.
• La unidad mantiene su capacidad nominal mientras acumula grandes cantidades de polvo entre limpiezas.
• Las operaciones de limpieza simples no aumentan la concentración de polvo circundante.
• Tiene la capacidad de funcionar sin supervisión durante períodos de tiempo prolongados (por ejemplo, 8 horas).
• Descarga automática o suficiente espacio de almacenamiento de polvo para contener al menos una semana de acumulación.
• Si se utilizan filtros renovables, no deberían ser reemplazados más de una vez al mes.
• Durable
• Tranquilo

El uso de colectores unitarios puede no ser apropiado si las operaciones de producción de polvo están ubicadas en un área donde los sistemas de escape centrales serían prácticos. Los requisitos de eliminación de polvo y mantenimiento son costosos para muchos colectores unitarios y es más probable que se descuiden que los de un solo colector grande.

Seleccionar un colector de polvo

Los colectores de polvo varían ampliamente en diseño, operación, efectividad, requisitos de espacio, construcción y costos de capital, operación y mantenimiento. Cada tipo tiene ventajas y desventajas. Sin embargo, la selección de un colector de polvo debe basarse en los siguientes factores generales:

• Concentración de polvo y tamaño de partícula: para las operaciones de procesamiento de minerales, la concentración de polvo puede variar de 0,1 a 5,0 granos (0,32 g) de polvo por pie cúbico de aire (0,23 a 11,44 gramos por metro cúbico ), y el tamaño de partícula puede variar de 0,5 a 100 micrómetros  ( µm ) de diámetro.
• Grado de recolección de polvo requerido: el grado de recolección de polvo requerido depende de su potencial como peligro para la salud o molestia pública, la ubicación de la planta, la tasa de emisión permitida, la naturaleza del polvo, su valor de recuperación, etc. La selección de un colector debe basarse en la eficiencia requerida y debe considerar la necesidad de equipos de alta eficiencia y alto costo, como precipitadores electrostáticos; equipo de alta eficiencia y costo moderado, como cámaras de filtros o depuradores húmedos; o unidades primarias de menor costo, como colectores centrífugos secos.
• Características de la corriente de aire: las características de la corriente de aire pueden tener un impacto significativo en la selección del colector. Por ejemplo, los filtros de tela de algodón no se pueden usar donde la temperatura del aire exceda los 180 ° F (82 ° C). Además, la condensación de vapor o vapor de agua puede cegar las bolsas. Varios productos químicos pueden atacar la tela o el metal y causar corrosión en los depuradores húmedos.
• Características del polvo: concentraciones moderadas a elevadas de muchos polvos (como el polvo de arena de sílice o minerales metálicos) pueden ser abrasivos para los colectores centrífugos secos. El material higroscópico puede cegar a los recolectores de bolsas. El material pegajoso puede adherirse a los elementos del colector y taponar los pasajes. Algunos tamaños y formas de partículas pueden descartar ciertos tipos de recolectores de telas. La naturaleza combustible de muchos materiales finos excluye el uso de precipitadores electrostáticos.
• Métodos de eliminación: los métodos de eliminación y eliminación de polvo varían según el material, el proceso de la planta, el volumen y el tipo de colector utilizado. Los recolectores pueden descargar de forma continua o por lotes. Los materiales secos pueden crear problemas secundarios de polvo durante la descarga y eliminación que no ocurren con los colectores húmedos. La eliminación de lodos o lechada húmeda puede ser un problema adicional de manipulación de materiales; Pueden surgir problemas de contaminación del agua o del alcantarillado si las aguas residuales no se tratan adecuadamente.

Ventilador y motor

El sistema de ventilador y motor suministra energía mecánica para mover el aire contaminado desde la fuente productora de polvo hasta un colector de polvo.

Tipos de fans

Hay dos tipos principales de ventiladores industriales:

• Ventiladores centrífugos
• Ventiladores de flujo axial

Ventiladores centrífugos

Los ventiladores centrífugos consisten en una rueda o un rotor montado en un eje que gira en una carcasa en forma de espiral. El aire entra por el ojo del rotor, hace un giro en ángulo recto y es forzado a través de las palas del rotor por la fuerza centrífuga hacia la carcasa en forma de espiral. La fuerza centrífuga imparte presión estática al aire. La forma divergente de la voluta también convierte una parte de la presión de velocidad en presión estática.

Hay tres tipos principales de ventiladores centrífugos:

• Ventiladores de aspas radiales: los ventiladores de aspas radiales se utilizan para cargas de polvo pesadas. Sus hojas radiales rectas no se atascan con material y soportan una abrasión considerable. Estos ventiladores tienen velocidades de punta medias y factores de ruido medios.
• Ventiladores de pala hacia atrás: los ventiladores de pala hacia atrás funcionan a velocidades de punta más altas y, por lo tanto, son más eficientes. Dado que el material puede acumularse en las aspas, estos ventiladores deben usarse después de un colector de polvo. Aunque son más ruidosos que los ventiladores de aspas radiales, los ventiladores de aspas hacia atrás se utilizan comúnmente para sistemas de recolección de polvo de gran volumen debido a su mayor eficiencia.
• Ventiladores de aspas curvadas hacia adelante: estos ventiladores tienen aspas curvas que se inclinan en la dirección de rotación. Tienen pocos requisitos de espacio, bajas velocidades de punta y un factor de ruido bajo. Por lo general, se utilizan contra presiones estáticas de bajas a moderadas.

Ventiladores de flujo axial

Los ventiladores de flujo axial se utilizan en sistemas que tienen bajos niveles de resistencia. Estos ventiladores mueven el aire en paralelo al eje de rotación del ventilador. La acción en forma de tornillo de las hélices mueve el aire en una trayectoria paralela recta, provocando un patrón de flujo helicoidal.

Los tres tipos principales de ventiladores axiales son:

• Ventiladores de hélice: estos ventiladores se utilizan para mover grandes cantidades de aire contra presiones estáticas muy bajas. Por lo general, se usan para ventilación general o ventilación de dilución y son buenos para desarrollar hasta 0.5 pulg. Wg (124.4 Pa).
• Ventiladores de tubo axial: los ventiladores de tubo axial son similares a los ventiladores de hélice, excepto que están montados en un tubo o cilindro. Por lo tanto, son más eficientes que los ventiladores de hélice y pueden desarrollar hasta 3 a 4 pulg. Wg (743,3 a 995 Pa). Son más adecuados para mover aire que contiene sustancias como humos o pigmentos condensables.
• Ventiladores de paletas axiales: los ventiladores de paletas axiales son similares a los ventiladores de tubo axial, excepto que las paletas de enderezamiento de aire se instalan en el lado de succión o descarga del rotor. Se adaptan fácilmente a etapas múltiples y pueden desarrollar presiones estáticas de hasta 14 a 16 pulg. Wg (3.483 a 3.98 kPa). Normalmente se utilizan solo para aire limpio.

Motores eléctricos

Artículo principal: motor eléctrico

Los motores eléctricos se utilizan para suministrar la energía necesaria para impulsar el ventilador.

Los motores se seleccionan para proporcionar suficiente potencia para operar ventiladores en toda la gama de condiciones de proceso (temperatura y caudal).

Figura 1. Ejemplo de sistema de recolección de polvo

Configuraciones

Los colectores de polvo se pueden configurar en uno de cinco tipos comunes:

1. Unidades ambientales: las unidades ambientales son sistemas que cuelgan libremente para su uso cuando las aplicaciones limitan el uso de brazos de captura de fuente o conductos.
2. Cabinas de recolección: las cabinas de recolección no requieren conductos y permiten al trabajador una mayor libertad de movimiento. Suelen ser portátiles.
3. Mesas de tiro descendente: una mesa de tiro descendente es un sistema de filtración portátil autónomo que elimina las partículas dañinas y devuelve el aire filtrado a la instalación sin necesidad de ventilación externa.
4. Colector de fuente o unidades portátiles: las unidades portátiles son para recoger polvo, neblina, vapores o humo en la fuente.
5. Unidades estacionarias: un ejemplo de colector estacionario es una cámara de filtros.

Parámetros involucrados en la especificación de colectores de polvo

Los parámetros importantes en la especificación de los colectores de polvo incluyen el flujo de aire; la velocidad de la corriente de aire creada por el productor de vacío; potencia del sistema, la potencia del motor del sistema, generalmente especificada en caballos de fuerza; capacidad de almacenamiento de polvo y partículas, y tamaño mínimo de partículas filtradas por la unidad. Otras consideraciones al elegir un sistema de recolección de polvo incluyen la temperatura, el contenido de humedad y la posibilidad de combustión del polvo que se recolecta.

Los sistemas de eliminación fina solo pueden contener un único sistema de filtración (como una bolsa de filtro o un cartucho). Sin embargo, la mayoría de las unidades utilizan un sistema de filtración / separación primario y secundario. En muchos casos, el contenido de calor o humedad del polvo puede afectar negativamente el medio filtrante de una cámara de filtros o un colector de polvo de cartucho. Se puede colocar un separador ciclónico o un secador antes de estas unidades para reducir el contenido de calor o humedad antes de llegar a los filtros. Además, algunas unidades pueden tener filtración de tercera y cuarta etapa. Se deben especificar todos los sistemas de separación y filtración utilizados dentro de la unidad.

Una cámara de filtros es un dispositivo de reducción de la contaminación del aire que se utiliza para atrapar partículas filtrando corrientes de gas a través de grandes bolsas de tela. Por lo general, están hechos de fibras de vidrio o tela.

Un separador ciclónico es un aparato para la separación, por medios centrífugos, de partículas finas suspendidas en aire o gas.

Los precipitadores electrostáticos son un tipo de filtro de aire que carga partículas de polvo al hacer pasar aire cargado de polvo a través de un fuerte campo electrostático (50-100 kV). Esto hace que las partículas sean atraídas a placas con carga opuesta para que puedan ser eliminadas de la corriente de aire.

Un sistema de impacto es un dispositivo en el que las partículas se eliminan al impactar las partículas de aerosol en un líquido. Las unidades de tipo de medio modular combinan una variedad de módulos de filtro específicos en una sola unidad. Estos sistemas pueden proporcionar soluciones a muchos problemas de contaminantes del aire. Un sistema típico incorpora una serie de prefiltros desechables o limpiables, una bolsa en V desechable o un filtro de cartucho. También se pueden agregar módulos de filtro final HEPA o carbón. Hay varios modelos disponibles, que incluyen instalaciones suspendidas o con conductos, montaje vertical u horizontal y configuraciones fijas o portátiles. Los cartuchos de filtro están hechos de una variedad de fibras sintéticas y son capaces de recolectar partículas submicrométricas sin crear una caída de presión excesiva en el sistema. Los cartuchos de filtro requieren una limpieza periódica.

Un depurador húmedo, o depurador venturi, es similar a un ciclón pero tiene una unidad de orificio que rocía agua en el vórtice en la sección del ciclón, recolectando todo el polvo en un sistema de lechada. El medio de agua se puede recircular y reutilizar para continuar filtrando el aire. Finalmente, los sólidos deben eliminarse de la corriente de agua y eliminarse.

Métodos de limpieza de filtros

Limpieza en línea: limpieza del filtro temporizada automáticamente que permite un funcionamiento continuo e ininterrumpido del colector de polvo para operaciones con mucho polvo.

Limpieza fuera de línea: limpieza del filtro realizada durante el apagado del colector de polvo. Práctico siempre que la carga de polvo en cada ciclo del colector de polvo no exceda la capacidad del filtro. Permite la máxima eficacia en la eliminación y eliminación del polvo.

Limpieza a pedido: la limpieza del filtro se inicia automáticamente cuando el filtro está completamente cargado, según lo determinado por una caída de presión específica en la superficie del medio.

Limpieza de pulso inverso / chorro inverso : método de limpieza del filtro que libera ráfagas de aire comprimido desde el lado limpio del filtro para desalojar la torta de polvo acumulada.

Limpieza de impacto / golpeteo : método de limpieza del filtro en el que el aire comprimido a alta velocidad forzado a través de un tubo flexible da como resultado un golpe arbitrario del filtro para desalojar la torta de polvo. Especialmente eficaz cuando el polvo es extremadamente fino o pegajoso.

Ver también

• Diseño de ventilador axial

Referencias

1. "Colector de polvo de la cámara de filtros" .
2. Ed. Wilh. Straus: "Erste und älteste Spezialfabrik für Industrie - Entstaubung, Staubsammlung und Raumlufttechnik", en: Lübeck seit Mitte des 18. Jahrhunderts; Herausgeber: Lübeckische Anzeigen und Lübecker Zeitung, Lübeck 1926, S. 340-346, S. 341 vgl. des Weiteren zur Firmengeschichte Fahl 1935, S.116-117; Lübeckische Blätter 1890, S. 404, Meldung 245, Local und vermischte Notizen: WFL Beth wurde ein Patent erteilt Nr. 53553 vom 20. Oktober 1889 für Lüftungseinrichtungen en Eisenbahnwaggons
3. Dispositivo de agitación para limpiar filtros , consultado el 8 de agosto de 2017
4. Filtro de aire o gas , consultado el 8 de agosto de 2017
5. Filtro de aire , consultado el 8 de agosto de 2017
6. "Base de conocimientos de filtros de filtros de tela / cámara de filtros" . Neundorfer.com. Archivado desde el original el 7 de agosto de 2013 . Consultado el 8 de septiembre de 2013 .
7. http://www.powderprocess.net/Equipments%20html/Filters.html
8. http://www.hunzellc.com

Enlaces externos

• Contaminantes del aire y técnicas de control de la EPA Información adicional sobre varias topologías y técnicas de depuradores húmedos
• Deswirl Device for Cyclone Dust Separator PDF ^{[ enlace muerto permanente ]} Estudio científico de los dispositivos deswirl escrito por MZ Abdulla, Z. Husain & SM Fraser School of Mechanical Engineering Penang Malaysia 2003, los dispositivos convierten parcialmente la energía del remolino en energía de presión, reduciendo la caída de presión.
• Artículo de Rod Cole, "Conexión a tierra de PVC y otros mitos de la recolección de polvo. Investigación en profundidad que desmiente muchos mitos que rodean el uso de tuberías no metálicas en los conductos de recolección de polvo".

 Este artículo incorpora  material de dominio público del documento del gobierno de los Estados Unidos : " https://www.osha.gov/SLTC/silicacrystalline/dust/chapter_4.html ".