La recolección de partículas en los depuradores húmedos captura las partículas de polvo relativamente pequeñas con las gotas de líquido grandes del depurador húmedo . En la mayoría de los sistemas de lavado húmedo, las gotas producidas son generalmente mayores de 50 micrómetros (en el rango de 150 a 500 micrómetros). Como punto de referencia, el cabello humano tiene un diámetro de 50 a 100 micrómetros. La distribución del tamaño de las partículas a recolectar es específica de la fuente.
Por ejemplo, las partículas producidas por medios mecánicos (trituración o trituración) tienden a ser grandes (por encima de 10 micrómetros); mientras que las partículas producidas por combustión o una reacción química tendrán una porción sustancial de partículas pequeñas (menos de 5 micrómetros) y submicrométricas.
Las partículas de tamaño más crítico son aquellas en el rango de 0.1 a 0.5 micrómetros porque son las más difíciles de recolectar para los depuradores húmedos.
Producción de gotitas
Las gotitas se producen mediante varios métodos:
- Inyección de líquido a alta presión a través de boquillas especialmente diseñadas
- Aspirar la corriente de gas cargada de partículas a través de una piscina de líquido
- Sumergir un rotor giratorio en una piscina líquida.
Estas gotitas recolectan partículas mediante el uso de uno o más de varios mecanismos de recolección tales como impactación, intercepción directa, difusión , atracción electrostática , condensación , fuerza centrífuga y gravedad . Sin embargo, la impactación y la difusión son las principales.
Impactacion
En un sistema de lavado húmedo, las partículas de polvo tenderán a seguir las líneas de corriente de la corriente de escape . Sin embargo, cuando se introducen gotas de líquido en la corriente de escape, las partículas no siempre pueden seguir estas líneas de corriente, ya que divergen alrededor de la gota (Figura 1). La masa de la partícula hace que se desprenda de las líneas de corriente e impacte o golpee la gota.
La impactación aumenta a medida que aumenta el diámetro de la partícula y a medida que aumenta la velocidad relativa entre la partícula y las gotas. A medida que las partículas se hacen más grandes, es menos probable que sigan las corrientes de gas alrededor de las gotas. Además, a medida que las partículas se mueven más rápido en relación con la gota de líquido, existe una mayor probabilidad de que la partícula golpee una gota. La impactación es el mecanismo de recolección predominante para los depuradores que tienen velocidades de corriente de gas superiores a 0,3 m / s (1 pie / s) ( Perry 1973 ).
La mayoría de los depuradores funcionan con velocidades de corriente de gas muy por encima de 0,3 m / s. Por tanto, a estas velocidades, las partículas que tienen diámetros superiores a 1,0 µm son recogidas por este mecanismo. La impactación también aumenta a medida que disminuye el tamaño de la gota de líquido porque la presencia de más gotas dentro del recipiente aumenta la probabilidad de que las partículas impacten sobre las gotas.
Difusión
Las partículas muy pequeñas (de menos de 0,1 µm de diámetro) experimentan un movimiento aleatorio en una corriente de escape. Estas partículas son tan pequeñas que son golpeadas por moléculas de gas a medida que se mueven en la corriente de escape. Este golpe, o bombardeo, hace que primero se muevan en un sentido y luego en otro de manera aleatoria, o se difundan a través del gas. Este movimiento irregular puede hacer que las partículas choquen con una gota y se recojan (Figura 2). Debido a esto, la difusión es el mecanismo de recolección principal en los depuradores húmedos para partículas menores de 0.1 µm.
La tasa de difusión depende de lo siguiente:
- La velocidad relativa entre la partícula y la gota.
- El diámetro de la partícula
- El diámetro de la gota de líquido.
Tanto para la impactación como para la difusión, la eficiencia de recolección aumenta con un aumento en la velocidad relativa (entrada de presión de líquido o gas) y una disminución en el tamaño de la gota de líquido.
Sin embargo, la recolección por difusión aumenta a medida que disminuye el tamaño de las partículas. Este mecanismo permite que ciertos depuradores eliminen eficazmente las partículas muy pequeñas (menos de 0,1 µm).
En el intervalo de tamaño de partícula de aproximadamente 0,1 a 1,0 µm, ninguno de estos dos mecanismos de recogida (impactación o difusión) domina. Esta relación se ilustra en la Figura 3.
Otros mecanismos de cobro
En los últimos años, algunos fabricantes de depuradores han utilizado otros mecanismos de recolección, como la atracción electrostática y la condensación, para mejorar la recolección de partículas sin aumentar el consumo de energía.
En la atracción electrostática , las partículas se capturan induciendo primero una carga sobre ellas. Luego, las partículas cargadas se atraen entre sí, formando partículas más grandes y fáciles de recolectar, o se recolectan en una superficie.
La condensación del vapor de agua en las partículas promueve la recolección al agregar masa a las partículas. Otros mecanismos como la gravedad , la fuerza centrífuga y la intercepción directa afectan levemente la recolección de partículas. [1]
Bibliografía
- Bethea, RM 1978. Tecnología de control de la contaminación del aire. Nueva York: Van Nostrand Reinhold.
- Asociación Nacional de Pavimentos de Asfalto. 1978. Mantenimiento y operación de sistemas de escape en la planta de mezcla en caliente. 2ª ed. Serie de información 52.
- Perry, JH (Ed.). 1973. Manual de ingenieros químicos. 5ª ed. Nueva York: McGraw-Hill.
- 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.
- Schifftner, KC 1979, abril. Operación y mantenimiento de depuradores venturi. Documento presentado en el Centro de Información de Investigación Ambiental de la EPA de EE. UU. Atlanta, Georgia.
- Semrau, KT 1977. Diseño de procesos prácticos de depuradores de partículas. Ingeniería Química. 84: 87-91.
- Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos. 1982, septiembre. Técnicas de control de emisiones de partículas de fuentes estacionarias. Vol. 1. EPA 450 / 3-81-005a.
- Wechselblatt, PM 1975. Depuradores húmedos (partículas). En FL Cross y HE Hesketh (Eds.), Manual para la operación y mantenimiento de equipos de control de la contaminación del aire. Westport: publicación técnica.
Referencias
- ^ Instituto de capacitación sobre contaminación del aire de la EPA de EE. UU. Desarrollado en colaboración con la Universidad Estatal de Carolina del Norte, Facultad de Ingeniería (NCSU)
enlaces externos
- The Encyclopedia Of Filters - Dust Collection Una descripción general de la ciencia de los sistemas de recolección de polvo, incluidos los depuradores húmedos.