El término depurador húmedo describe una variedad de dispositivos que eliminan los contaminantes del gas de combustión de un horno o de otras corrientes de gas. En un lavador húmedo, la corriente de gas contaminado se pone en contacto con el líquido de lavado, rociándolo con el líquido, forzándolo a través de un charco de líquido o por algún otro método de contacto, para eliminar los contaminantes.
Diseño
El diseño de depuradores húmedos o cualquier dispositivo de control de la contaminación del aire depende de las condiciones del proceso industrial y de la naturaleza de los contaminantes del aire involucrados. Las características del gas de entrada y las propiedades del polvo (si hay partículas ) son de primordial importancia. Los depuradores pueden diseñarse para recoger partículas y / o contaminantes gaseosos. La versatilidad de los depuradores húmedos permite que se construyan en numerosas configuraciones, todas diseñadas para proporcionar un buen contacto entre el líquido y la corriente de gas contaminado.
Los depuradores húmedos eliminan las partículas de polvo al capturarlas en gotas de líquido. A continuación, se recogen las gotas y el líquido se disuelve o absorbe los gases contaminantes. Cualquier gota que se encuentre en el gas de entrada del depurador debe separarse de la corriente de gas de salida por medio de otro dispositivo denominado eliminador de neblina o separador de arrastre (estos términos son intercambiables). Además, el líquido de lavado resultante debe tratarse antes de cualquier descarga final o reutilizarse en la planta.
La capacidad de un depurador húmedo para recolectar partículas pequeñas a menudo es directamente proporcional a la entrada de energía en el depurador. Los dispositivos de baja energía, como las torres de pulverización, se utilizan para recoger partículas de más de 5 micrómetros. Para obtener una remoción de alta eficiencia de partículas de 1 micrómetro (o menos) generalmente se requieren dispositivos de alta energía como depuradores venturi o dispositivos aumentados como depuradores de condensación. Además, un separador de arrastre o un eliminador de neblina correctamente diseñado y operado es importante para lograr altas eficiencias de eliminación. Cuanto mayor sea el número de gotas de líquido que no sean capturadas por el eliminador de neblina, mayores serán los niveles potenciales de emisión.
Los depuradores húmedos que eliminan los contaminantes gaseosos se denominan absorbentes . Un buen contacto gas-líquido es esencial para obtener altas eficiencias de remoción en absorbentes. Se utilizan varios diseños de depuradores húmedos para eliminar los contaminantes gaseosos, siendo la torre empaquetada y la torre de placas las más comunes.
Si la corriente de gas contiene partículas y gases, los depuradores húmedos son generalmente el único dispositivo de control de la contaminación del aire que puede eliminar ambos contaminantes. Los depuradores húmedos pueden lograr una alta eficiencia de eliminación de partículas o gases y, en algunos casos, pueden lograr una alta eficiencia de eliminación de ambos contaminantes en el mismo sistema. Sin embargo, en muchos casos, las mejores condiciones de operación para la recolección de partículas son las peores para la remoción de gas.
En general, la obtención de altas eficiencias simultáneas de eliminación de gases y partículas requiere que uno de ellos se recoja fácilmente (es decir, que los gases sean muy solubles en el líquido o que las partículas sean grandes y se capturen fácilmente), o mediante el uso de un reactivo de lavado. como cal o hidróxido de sodio .
Ventajas y desventajas
Para el control de partículas, los depuradores húmedos (también denominados colectores húmedos) se evalúan frente a filtros de tela y precipitadores electrostáticos (ESP). Algunas de las ventajas de los depuradores húmedos sobre estos dispositivos son las siguientes:
- Los depuradores húmedos tienen la capacidad de soportar altas temperaturas y humedad .
- En los depuradores húmedos, los gases de combustión se enfrían, lo que reduce el tamaño total del equipo.
- Los depuradores húmedos pueden eliminar tanto los gases como las partículas.
- Los depuradores húmedos pueden neutralizar los gases corrosivos .
Algunas desventajas de los depuradores húmedos incluyen la corrosión, la necesidad de separación por arrastre o eliminación de neblina para obtener altas eficiencias y la necesidad de tratamiento o reutilización del líquido gastado.
Los depuradores húmedos se han utilizado en una variedad de industrias, como plantas de ácido , plantas de fertilizantes , acerías , plantas de asfalto y grandes centrales eléctricas .
Ventajas | Desventajas |
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Componentes
Algunos componentes que son específicos del proceso de fregado húmedo incluyen:
- depurador venturi
- cámara de pulverización / torre
- depurador ciclónico por aspersión
- cama empacada
- depurador venturi eyector
Un sistema puede incluir uno o varios de estos componentes además de varios componentes de soporte, tales como:
- Sistema de conductos y ventiladores
- Una cámara de saturación (opcional)
- Separador de arrastre o eliminador de neblina
- Bombeo (y posible sistema de reciclaje)
- Sistema de tratamiento y / o reutilización del líquido de fregado gastado
- Una chimenea de escape
Un proceso típico de lavado en húmedo se puede describir de la siguiente manera:
- El gas de combustión caliente de un horno ingresa a un saturador (si está presente) donde los gases se enfrían y humedecen antes de ingresar al área de lavado. El saturador elimina un pequeño porcentaje de las partículas presentes en el gas de combustión.
- A continuación, el gas entra en un depurador venturi donde se elimina aproximadamente la mitad de los gases. Los depuradores Venturi tienen una eficiencia mínima de eliminación de partículas del 95%.
- El gas fluye a través de un segundo lavador, un absorbedor de lecho compacto , donde se recolecta el resto de los gases (y las partículas).
- Un separador de arrastre o eliminador de neblina elimina cualquier gota de líquido que pueda haber quedado atrapado en el gas de combustión.
- Una bomba de recirculación mueve parte del líquido de depuración gastado de regreso al depurador venturi donde se recicla y el resto se envía a un sistema de tratamiento .
- El líquido de lavado tratado se recicla de nuevo al saturador y al absorbente de lecho empacado .
- Los ventiladores y los conductos mueven la corriente de gas de combustión a través del sistema y finalmente salen de la chimenea .
Categorización
Dado que los depuradores húmedos varían mucho en complejidad y método de funcionamiento, es extremadamente difícil idear categorías en las que todos encajen perfectamente. Los depuradores para la recolección de partículas generalmente se clasifican según la caída de presión del lado del gas del sistema. La caída de presión del lado del gas se refiere a la diferencia de presión, o caída de presión , que ocurre cuando el gas de escape es empujado o jalado a través del depurador, sin tener en cuenta la presión que se usaría para bombear o rociar el líquido en el depurador.
Los depuradores pueden clasificarse por caída de presión de la siguiente manera:
- Los depuradores de baja energía tienen caídas de presión de menos de 12,7 cm (5 pulgadas) de agua.
- Los depuradores de energía media tienen caídas de presión de entre 12,7 y 38,1 cm (5 y 15 pulgadas) de agua.
- Los depuradores de alta energía tienen caídas de presión superiores a 37,1 cm (15 pulgadas) de agua.
Sin embargo, la mayoría de los depuradores operan en una amplia gama de caídas de presión , dependiendo de su aplicación específica, lo que dificulta este tipo de categorización.
Otra forma de clasificar los depuradores húmedos es por su uso , para recolectar principalmente partículas o contaminantes gaseosos. Una vez más, esta distinción no siempre es clara, ya que a menudo se pueden usar depuradores para eliminar ambos tipos de contaminantes.
Los depuradores húmedos también se pueden clasificar por la forma en que se ponen en contacto las fases gaseosa y líquida. Los depuradores están diseñados para usar energía, o energía, de la corriente de gas o la corriente de líquido, o algún otro método para poner la corriente de gas contaminante en contacto con el líquido. Estas categorías se dan en la Tabla 2 . [1]
Colector húmedo | Fuente de energía utilizada para el contacto gas-líquido. |
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Material de construcción y diseño
La corrosión puede ser un problema principal asociado con los sistemas de lavado de la industria química. El plástico reforzado con fibra y las llaves duales se utilizan a menudo como los materiales de construcción más confiables.
Bibliografía
- Bethea, RM 1978. Tecnología de control de la contaminación del aire. Nueva York: Van Nostrand Reinhold.
- 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.
- Semrau, KT 1977. Diseño de procesos prácticos de depuradores de partículas. Ingeniería Química. 84: 87-91.
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)