La limpieza térmica es un proceso combinado que implica pirólisis y oxidación . Como aplicación industrial, la limpieza térmica se utiliza para eliminar sustancias orgánicas como polímeros , plásticos y recubrimientos de piezas, productos o componentes de producción como tornillos de extrusión, hileras [1] y mezcladores estáticos . La limpieza térmica es el método de limpieza más común en el entorno industrial. [2] Hasta ahora se han desarrollado una variedad de métodos diferentes para una amplia gama de aplicaciones.
Proceso
Se suministra calor para la pirólisis y se suministra aire para la oxidación. Dependiendo del procedimiento, la pirólisis y la oxidación se pueden aplicar de forma consecutiva o simultánea. Durante la limpieza térmica, el material orgánico se convierte en compuestos orgánicos volátiles , hidrocarburos y gas carbonizado . [3] Quedan elementos inorgánicos . [2] Las temperaturas de proceso típicas oscilan entre 750 ° F a 1000 ° F (400 ° C a 540 ° C). [4]
Hay varios tipos de sistemas de limpieza térmica industrial disponibles:
Sistemas de lecho fluidizado
Los sistemas de lecho fluidizado [5] utilizan arena u óxido de aluminio (alúmina) como medio de calentamiento. Aplican pirólisis y oxidación simultáneamente. [6] Estos sistemas limpian rápidamente, desde un tiempo de proceso de 30 minutos hasta dos horas. El medio no se derrite ni hierve, ni emite vapores ni olores. [4] El choque térmico puede ser un problema con algunas piezas. [2] Pueden ser necesarios dispositivos de control de la contaminación para proteger el medio ambiente. [4]
Hornos de vacio
Los hornos de vacío utilizan pirólisis en vacío . [7] Este método es muy seguro porque se evita la combustión incontrolada dentro de la cámara de limpieza. [4] El proceso de limpieza en este enfoque relativamente nuevo toma de 8 [3] a 30 horas. [8] La pirólisis al vacío es el único método que aplica pirólisis y oxidación consecutivamente. En las versiones de dos cámaras, el plástico fundido se drena en una cámara sin calefacción para capturar la mayor parte del polímero y reducir los humos. [7] Los hornos de vacío también funcionan con electricidad. [2]
Hornos de quemado
Los hornos de combustión, también conocidos como hornos de limpieza por calor, funcionan con gas y se utilizan para eliminar los componentes orgánicos de las piezas metálicas pesadas y grandes. [9] El tiempo de proceso es moderado, aproximadamente 4 horas. Los incendios pueden ocurrir por los vapores creados durante la limpieza. [4] El diseño es simple y económico. Hay diferentes tipos disponibles. Los tipos modernos contienen un postquemador adicional que opera a un mínimo de 1,500 ° F (816 ° C) y consume cualquier humo creado por el proceso. [2]
Baños de sales fundidas
Los baños de sales fundidas pertenecen a los sistemas de limpieza térmica más antiguos. La limpieza con sal fundida es rápida: de 15 a 30 minutos de tiempo de proceso. [2] [4] El proceso tiene el riesgo de salpicaduras peligrosas debido a la reactividad química, [4] u otros peligros potenciales, como explosiones o gas de cianuro de hidrógeno tóxico . Otra desventaja es que las partes se pueden deformar o alterar en las tolerancias de diseño. [2] Los baños de sales fundidas pueden ser perjudiciales para el medio ambiente. Debido a sus desventajas, rara vez se utilizan en la actualidad.
Areas de aplicación
- Industria del plástico : Limpieza de componentes de producción como tornillos de extrusión, hileras o mezcladores estáticos, de residuos plásticos de polímeros. [4]
- Remanufacturadores : La industria de la reconstrucción utiliza limpieza térmica para eliminar aceites y grasas de piezas usadas como bloques de motor o carcasas de arranque. [4]
- Industria del rebobinado: En la industria del rebobinado existen aplicaciones para limpiar componentes de motores de resinas, aceites y grasas. [4]
- Laboratorios industriales : La limpieza térmica se utiliza para limpiar cerámica y cristalería.
- Aplicaciones industriales generales: La limpieza térmica se utiliza para eliminar pinturas, barnices y revestimientos de piezas industriales. [4]
Referencias
- ^ Udo Heffungs (junio de 2010). "Limpieza eficaz de la hilera" . Diario de fibra . Consultado el 23 de diciembre de 2016 .
- ^ a b c d e f g Gary Davis y Keith Brown (abril de 1996). "Limpieza de piezas metálicas y herramientas" (PDF) . Centro de Información Regional de Prevención de la Contaminación . Calentamiento de proceso . Consultado el 23 de diciembre de 2016 .
- ^ a b "Una mirada a la tecnología de limpieza térmica" . ThermalProcessing.org . Examinador de procesos. 14 de marzo de 2014 . Consultado el 23 de diciembre de 2016 .
- ^ a b c d e f g h yo j k Mainord, Kenneth (septiembre de 1994). "Limpieza con calor: tecnología antigua con un nuevo y brillante futuro" (PDF) . Centro de Información Regional de Prevención de la Contaminación . La revista de tecnología de limpieza crítica . Consultado el 23 de diciembre de 2016 .
- ^ Ewald Schwing; Horst Uhrner (7 de octubre de 1999). "Método para eliminar los depósitos de polímeros que se han formado en piezas de máquinas, equipos y herramientas de metal o cerámica" . Espacenet . Oficina Europea de Patentes . Consultado el 23 de diciembre de 2016 .
- ^ Herbert Kenneth Staffin; Robert A. Koelzer (28 de noviembre de 1974). "Limpieza de objetos en lecho fluidizado caliente - con neutralización del gas ácido resultante especialmente por metales alcalinos cpds" . Espacenet . Oficina Europea de Patentes . Consultado el 23 de diciembre de 2016 .
- ^ a b Thomas S. Dwan (2 de septiembre de 1980). "Proceso para la eliminación de polímeros por pirólisis al vacío de varios objetos" . Espacenet . Oficina Europea de Patentes . Consultado el 23 de diciembre de 2016 .
- ^ "Sistemas de pirólisis al vacío" . Thermal-cleaning.com . Consultado el 24 de diciembre de 2016 .
- ^ "Decapado de pintura: reducción de desechos y materiales peligrosos" . Programa de asistencia técnica de Minnesota . Universidad de Minnesota. Julio de 2008. Archivado desde el original el 8 de diciembre de 2015 . Consultado el 23 de diciembre de 2016 .