Sistemas de colección de polvo

Publicado por S&P          julio 22, 2021          Lectura: 5 min.

Lectura: 5 min.

Existen algunos dispositivos para limpieza de aire y/o partículas divididos en dos grupos: filtros de aire y colectores de polvo cuya función es eliminar los contaminantes del aire o corriente de gas para cumplir con las variaciones en los requisitos de limpieza del aire, grado de remoción requerida, cantidad y características del contaminante a eliminar.

Los filtros de aire están diseñados para eliminar poco polvo concentraciones de la magnitud encontrada en el aire atmosférico, por lo general, se encuentran en ventilación, aire acondicionado y sistemas de calefacción donde las concentraciones de polvo rara vez superan 1.0 gramo por mil pies cúbicos de aire y generalmente están bien por debajo de 0.1 gramos por mil pies cúbicos de aire, con la siguiente equivalencia (Una libra equivale a 7,000 gramos. Una concentración típica de polvo atmosférico en un área urbana es de 87 microgramos por metro cúbico o 0.038 gramos por mil pies cúbicos de aire.)

Los colectores de polvo suelen aplicarse para concentraciones más pesadas, cargas de procesos industriales donde el aire o gas a ser limpiado se origina en los sistemas de escape locales o en la pila de proceso efluentes de gas. Las concentraciones de contaminantes variarán de menos de 0.1 a 100 gramos o más por cada pie cúbico de aire o gas.

Clasificación de colectores de polvo

• Precipitadores electrostáticos.
• Colectores de tela.
• Colectores húmedos.
• Colectores centrífugos secos.

Precipitadores electrostáticos

En precipitación electrostática, se establece un campo eléctrico de alto potencial entre descarga y recogida de electrodos de electricidad opuesta cargo, en este caso el electrodo de descarga es de pequeña sección transversal y el área se asemeja a un alambre o una pieza plana, y la colección El electrodo tiene una gran superficie, como una placa. 

El gas a limpiar pasa a través de un campo eléctrico que se desarrolla entre los electrodos, a un voltaje crítico, el gas de las moléculas se separa en iones positivos y negativos a este proceso se le conoce como «ionización» y tiene lugar en la superficie del electrodo de descarga. 

Los Iones que tienen la misma polaridad que el electrodo de descarga se adhiere a partículas neutras en la corriente de gas a medida que fluyen a través del precipitado, estas partículas cargadas son atraídas luego a una placa colectora de polaridad opuesta y al entrar en contacto con la superficie colectora, las partículas de polvo pierden su carga y luego pueden eliminarse fácilmente por lavado, vibración o gravedad.

El proceso electrostático consiste en lo siguientes:

• • Ionizando el gas.
  • Carga de las partículas de polvo.
  • Transporte de las partículas a la superficie colectora.
  • Neutralizar o eliminar la carga del polvo.

• Partículas.

• • Eliminar el polvo de la superficie de recogida.

Colectores de tela

Eliminan las partículas por esfuerzo, impacto, intercepción, difusión, y carga electrostática, la «tela» puede estar construida de cualquier material fibroso, ya sea natural o artificial, y puede ser hilado en un hilo y tejido o afieltrado con agujas, impactando, o vinculando.

 Las telas tejidas se identifican por el número de hilos y peso de la tela por unidad de área se identifican los no tejidos (fieltros) por grosor y peso por unidad de área, independientemente de la construcción, la tela representa una masa porosa a través de la cual el gas pasa unidireccionalmente de modo que las partículas de polvo son retenidas en el lado sucio y el gas limpio pasa mediante.

Los colectores de tela están dimensionados para proporcionar un área suficiente de medios filtrantes para permitir el funcionamiento sin presión excesiva, la cantidad de área de filtro requerida depende de muchos factores, que incluyen:

• Liberar características de polvo.
• Porosidad de polvo.
• Concentración de polvo en la corriente de gas portador.
• Tipo de tejido y acabado superficial, si lo hubiera.
• Tipo de reacondicionamiento.
• Intervalo de reacondicionamiento.
• Patrón de flujo de aire dentro del colector.
• Temperatura y humedad de la corriente de gas.

Colector Húmedo

Los colectores húmedos, o depuradores, cuentan con gran variedad de diseño, con una presión que oscila desde las 1.5inwg hasta las 100″inwg. Generalmente la eficiencia depende de la energía utilizada en el contacto aire-agua y es independiente del principio de funcionamiento. 

Los colectores húmedos tienen la capacidad de manejar altas temperaturas y gases cargados de humedad, en este caso la acumulación de polvo en una humedecida forma un problema de polvo secundario en la eliminación de material recolectado.

Algunos polvos representan explosión o fuego cuando se seca, por eso la recolección húmeda minimiza el peligro; sin embargo, el uso de agua puede introducir condiciones corrosivas. Algunas limitantes de estos sistemas son el congelamiento que se presenta cuando los colectores se encuentran al aire libre en climas fríos.

Los colectores húmedos tienen una característica que no se encuentra en otros colectores: la capacidad inherente de humidificar que consiste en el proceso de agregar vapor de agua a la corriente de aire a través de evaporación aunque puede tener ventajas o desventajas dependiendo de la situación.

Cuando la corriente de aire inicial está en una temperatura elevada y no saturada, el proceso de la evaporación reduce la temperatura y el flujo volumétrico de la corriente de gas que sale del colector, por lo tanto el ventilador debe seleccionarse para operar en el lado de aire limpio del colector y por ende tiende a ser mas más pequeño y definitivamente requerirá menos energía esta es una de las ventajas obvias de la humidificación.

Colectores centrífugos secos

Separan las partículas arrastradas de una corriente de aire por el uso o combinación centrífuga, inercial y fuerza gravitacional. 

La eficiencia de la recolección está influenciada por:

• Tamaño, peso y forma de partículas: Se optimiza el rendimiento a medida que el tamaño y el peso se hacen más grandes y la forma se vuelve más esférica.
• Tamaño y diseño del colector: La colección de polvo fino con un dispositivo mecánico requiere el diseño de un equipo para utilizar mejor las fuerzas mecánicas y adaptarse a aplicaciones específicas necesidades.
• Velocidad: La caída de presión a través de un colector ciclónico aumenta aproximadamente a medida de la velocidad de entrada sin embargo, hay una velocidad óptima que va en función al diseño del colector, las características del polvo, temperatura y densidad del gas.
• Concentración de polvo: Generalmente, la realización de un colector mecánico aumenta a medida que la concentración del polvo se vuelve más grande.

De este tipo de equipos se clasifican de la siguiente manera:

• Separador por gravedad: Consta de una cámara o carcasa en la que a base de la velocidad de aire se forza a caer rápidamente las partículas de polvo se depositen por gravedad. 
• Separador inercial: Dependen de la incapacidad de polvo para dar un giro brusco porque su inercia es mucho más alto que el de la corriente de gas portador. Los separadores inerciales bien diseñados pueden separar partículas en el rango de 10-20 micrones con aproximadamente un 90% de eficiencia.
• Ciclón: Se utiliza comúnmente para la eliminación de polvo grueso de un aire corriente, como un pre filtro para colectores de polvo más eficientes, y / o como separador de producto en sistemas de transporte de aire. La Principal ventaja es que es de bajo costo, bajo mantenimiento y relativamente bajo caídas de presión (en el rango de 0,75inwg -1,5 inwg). No es adecuado para la recogida de partículas finas.