Un eyector o depurador de chorro venturi es un dispositivo de control de la contaminación industrial , generalmente instalado en las chimeneas de gases de combustión de grandes hornos , pero también se puede utilizar en cualquier número de otros sistemas de extracción de aire . Este tipo de tecnología es parte del grupo de controles de contaminación del aire denominados colectivamente depuradores húmedos . Aunque funciona de manera similar a un depurador venturi, el venturi eyector no es impulsado por el flujo de gas de proceso, sino que la energía se deriva del rociado de líquido a alta presión de una boquilla, lo que permite que el depurador actúe también como eyector de vacío. y extraer gas de proceso a través del dispositivo sin ayuda externa.
Operación
Como una torre de rociado, un lavador venturi eyector utiliza un rociador preformado. Sin embargo, en un depurador venturi eyector, solo se usa una boquilla en lugar de muchas boquillas. Esta boquilla opera a presiones más altas y tasas de inyección más altas que las de la mayoría de las cámaras de aspersión. La boquilla de pulverización de alta presión (hasta 689 kPa o 100 psig ) está dirigida a la sección de la garganta de una constricción venturi .
El venturi eyector es único entre los sistemas de lavado disponibles, ya que puede mover el gas de proceso sin la ayuda de un ventilador o soplador. El líquido que sale de la boquilla crea un vacío parcial en el conducto lateral del depurador. El vacío parcial se debe al efecto Bernoulli y es similar a los aspiradores de agua utilizados en los laboratorios de química. Este vacío parcial se puede utilizar para mover el gas de proceso a través del venturi, así como a través del sistema de proceso de la instalación. En el caso de material que se obstruye fácilmente, gases explosivos o atmósferas extremadamente corrosivas, la eliminación de un ventilador en el sistema puede evitar muchos problemas potenciales.
La energía para la formación de gotitas depuradoras proviene del líquido inyectado. Los aerosoles de alta presión que pasan a través de la garganta del venturi forman numerosas gotitas de líquido finas que proporcionan una mezcla turbulenta entre las fases gaseosa y líquida. Se utilizan velocidades de inyección de líquido muy altas para proporcionar la capacidad de movimiento de gas y mayores eficiencias de recolección. Al igual que con otros tipos de venturis, se debe instalar un medio para separar el líquido arrastrado de la corriente de gas. Los separadores de arrastre se utilizan comúnmente para eliminar las pequeñas gotas restantes.
Recolección de partículas
Los eyectores venturis son eficaces para eliminar partículas de más de 1,0 μm de diámetro. Estos depuradores no se utilizan en partículas de tamaño submicrométrico a menos que las partículas sean condensables [Gilbert, 1977]. La recolección de partículas ocurre principalmente por impacto cuando el gas de escape (del proceso) pasa a través del aerosol.
La turbulencia que se produce en el área de la garganta también hace que las partículas entren en contacto con las gotas húmedas y se recojan. La eficiencia de recolección de partículas aumenta con un aumento en la presión de la boquilla y / o un aumento en la relación líquido-gas . Los aumentos en cualquiera de estos dos parámetros operativos también resultarán en un aumento en la caída de presión para un sistema dado. Por lo tanto, un aumento en la caída de presión también aumenta la eficiencia de recolección de partículas. Los eyectores venturis operan a relaciones L / G más altas que la mayoría de los otros depuradores de partículas (es decir, de 7 a 13 L / m 3 en comparación con 0,4-2,7 L / m 3 para la mayoría de los otros diseños) y, a menudo, también requieren presiones de líquido más altas, especialmente si se utilizado para impulsar el gas de proceso.
Recolección de gas
Los eyectores venturis tienen un corto tiempo de contacto gas-líquido porque las velocidades de los gases de escape a través del recipiente son muy altas. Este corto tiempo de contacto limita la eficiencia de absorción del sistema. Aunque los eyectores venturis no se utilizan principalmente para la eliminación de gas, pueden ser eficaces si el gas es muy soluble o si se utiliza un reactivo de lavado muy reactivo. En estos casos, se pueden lograr eficiencias de eliminación de hasta el 95% [Gilbert, 1977].
Problemas de mantenimiento
Los eyectores venturis están sujetos a problemas de abrasión en las áreas de alta velocidad: boquilla y garganta. Ambos deben estar construidos con materiales resistentes al desgaste debido a las altas tasas de inyección de líquido y las presiones de las boquillas. El mantenimiento de la bomba que recircula el líquido también es muy importante. Además, las altas velocidades del gas requieren el uso de separadores de arrastre para evitar el arrastre excesivo de líquido. Los separadores deben ser fácilmente accesibles o extraíbles para que puedan limpiarse si se taponan.
Resumen
Debido a su diseño abierto y al hecho de que no requieren un ventilador, los venturis eyectores son capaces de manejar una amplia gama de partículas corrosivas y / o pegajosas. Sin embargo, no son muy eficaces para eliminar partículas submicrométricas . Tienen la ventaja de poder manejar flujos de escape pequeños, medianos y grandes. Pueden usarse individualmente o en múltiples etapas de dos o más en serie, dependiendo de la aplicación específica.
Se han utilizado sistemas de etapas múltiples donde era necesaria una eficiencia de recolección extremadamente alta de partículas o contaminantes gaseosos. Los sistemas de múltiples etapas proporcionan un mayor tiempo de contacto gas-líquido, aumentando así la eficiencia de absorción.
La Tabla 1 enumera los parámetros de funcionamiento de los eyectores venturis. [1]
Tabla 1. Características de funcionamiento del eyector venturis | |||||
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Contaminante | Caída de presión (Δp) | Relación líquido-gas (L / G) | Presión de entrada de líquido (p L ) | Eficiencia de eliminación | Aplicaciones |
Gases | 1,3 a 13 cm de agua | 7-13 L / m 3 | 100-830 kPa | 95% para gases muy solubles | Industria de pulpa y papel Industria de procesos químicos Industria alimentaria Industria de procesamiento de metales |
Partículas | 0.5-5 pulg. De agua | 50-100 galones / 1,000 pies 3 | 15-120 psig | 1 μm de diámetro |
Bibliografía
- Bethea, RM 1978. Tecnología de control de la contaminación del aire. Nueva York: Van Nostrand Reinhold.
- Gilbert, JW 1977. Lavado de humos por chorro venturi. En PN Cheremisinoff y RA Young (Eds.), Air Pollution Control and Design Handbook. Parte 2. Nueva York: Marcel Dekker.
- Compañía McIlvaine. 1974. The Wet Scrubber Handbook. Northbrook, IL: Compañía McIlvaine.
- Richards, JR 1995. Control de emisiones de partículas (Curso APTI 413) . Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos.
- Richards, JR 1995. Control de emisiones gaseosas. (Curso APTI 415) . Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos.
Referencias
- ^ * Instituto de capacitación sobre contaminación del aire de la EPA de EE . UU. Desarrollado en colaboración con la Facultad de ingeniería de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NCSU)