TECNOLOGIAS DE CONTROL DE

PARTICULAS

Docente: Ing. Dante Garca Jimnez dgarcia@continental.edu.pe

mailto:dgarcia@continental.edu.pe

Identifica los dispositivos de control para material particulado

PROPOSITO

Control de las emisiones atmosfricas

Cambio de proceso

Cambio de combustible

Instalacin de equipos de control

Procesos industriales Vehiculares

INDUSTRIA DE HARINA DE PESCADO LMP (DS-011-2009-MINAM) H2S: 5 mg/m

3 MP: 150 mg/m3

INDUSTRIA DEL CEMENTO LMP (DS-003-2002-PRODUCE) MP (plantas en curso): 250 mg/m3 MP (nuevas plantas): 150 mg/m3

INDUSTRIA MINERO METALURGICA NMP (RM-315-96-EM-VMM) SO2: 572 g/m

3 24 horas PM10: 150 g/m3 24 horas Pb: 0.5 g/m3 anual 1.5 g/m3 mensual As: 6 g/m3 24 horas - 30 g/m3 30 minutos

Reduccin de emisiones

Emisiones por fugas: Puede reducirse las emisiones fugitivas mediante cubiertas hermticas en el transporte de materiales.

Emisiones por proceso: Cuando los contaminantes son subproductos del proceso pueden controlarse por cambios de combustible o tecnologa de control

Criterios para la eleccin de tecnologas de control

a) Rendimiento:

Cantidad mxima de contaminante que puede descargarse a la atmosfera.

Para material particulado debe tenerse en cuenta que los equipos tienen eficiencias de acuerdo al tamao de partcula.

b) Propiedades del contaminante: Cantidad Composicin: propiedades fsicas o qumicas, ejemplo

solubilidad Explosividad: por ejemplo proteger la acumulacin de carga

esttica) Reactividad: en que medida reacciona el contaminantes en

presencia del material absorbente o filtrante. Toxicidad: Influye en el sistema de mantenimiento y

remocin peridica Hidroscopia: Tendencia del contaminante a acumularse en

el colector

c) Propiedades del gas portador Composicin: propiedades fsicas y qumicas Temperatura y presin: influyen en propiedades de

densidad y viscosidad Viscosidad: Movilidad de las partculas a travs de la

corriente de gas Densidad: Influye en los requerimiento de potencia del

ventilador Humedad: influye en la seleccin y eficiencia del equipo de

control Inflamable o explosivo: requiere precauciones especiales Toxicidad: precauciones para la operacin y mantenimiento Reactividad: Para prever su posibilidad de reaccin

En resumen:

Naturaleza y concentracin del contaminante

Tamao de partculas

Caractersticas de la corriente de aire

Caractersticas del contaminante

Requerimientos de energa

Mtodos de remocin y disposicin

MATERIAL PARTICULADO

El movimiento de partculas esfricas en un medio viscoso tal como el aire o el agua, esta regido por la ley de Stokes, cuya relacin es la siguiente:

Donde:

Vt = velocidad limite de la partcula (m/s)

s = densidad de la partcula (Kg/m3)

f = densidad del fluido (Kg/m3)

Ds = Dimetro de la partcula (m)

f = viscosidad del fluido (Kg/m.s.)

MATERIAL PARTICULADO

Tamao de la partcula

(m)

Velocidad lmite (cm/s)

En agua En aire

75

60

50

40

30

20

10

5

2

0.470

0.313

0.218

0.140

0.078

0.035

0.0087

0.00218

0.00035

- - - - -

- - - - -

- - - - -

13.300

7.400

3.300

0.830

0.208

0.033

MATERIAL PARTICULADO

Equipo Rango de partculas que

atrapa en micras

Precipitadores electrostticos

Torres empacadas

Filtros de papel

Filtros de tela

Lavadores de gases

Separadores centrfugos

Cmaras de sedimentacin

0.01 a 90

0.01 a 100

0.005 a 8

0.05 a 90

0.05 a 100

5 a 1000

10 a 10000

1. CAMARAS DE GRAVEDAD (O SEDIMENTACION)

Emplean la fuerza de la gravedad para separar las partculas ms gruesas. Se usan usualmente como tratamiento preliminar.

El gas residual entra en una cmara en la que disminuye su velocidad pudiendo sedimentar las partculas ms gruesas en una tolva de recoleccin.

Son utilizados para la captura de partculas de dimetro mayor de 10 m, aunque slo atrapan de manera efectiva a partculas de ms de 50 m.

La eficiencia no suele ser mayor a 50%

2. SEPARADOR INERCIAL O DE IMPACTO

Son dispositivos de recoleccin de partculas inspirados en las cmaras de sedimentacin por gravedad a las que se les aaden placas deflectoras.

Estas placas mejoran la eficacia al actuar como obstculos al desplazamiento de las partculas, provocando desviaciones en su trayectoria y mltiples colisiones en las paredes de la cmara lo que facilita su asentamiento.

3. SEPARADORES CENTRIFUGOS (CICLONES)

Son colectores centrfugos en los que la entrada de aire es tangencial al cuerpo del cilindro

De esta manera se fuerza a las partculas a dirigirse hacia las paredes, donde perdern su energa y caern a un colector o tolva situado en la parte inferior del cuerpo.

Eficiencia: mximo 80%

4. PRECIPITADOR ELECTROSTATICO

Son dispositivos para atrapar partculas mediante su ionizacin, atrayndolas por una carga electrosttica inducida.

Son dispositivos de filtracin altamente eficientes (99%), que mnimamente impiden el flujo de los gases a travs del dispositivo, y pueden eliminar fcilmente finas partculas como polvo y humo de la corriente de aire (200m 0.05m )

Fundamento: Fuerzas elctricas actuando sobre partculas con carga

Etapas

Generacin de carga (descarga corona)

Ionizacin del gas

Carga de las PS

Migracin de PS

Captacin de PS

Limpieza de placas colectoras

5. FILTROS

El filtro de tela o cmara de filtros de bolsa o filtro de manga, trabaja bajo el mismo principio que una aspiradora de uso domstico.

El flujo de gas pasa por el material del filtro que retira las partculas.

El filtro de tela es eficiente para retener partculas finas y puede sobrepasar 99% de remocin en la mayora de las aplicaciones.

Una desventaja del filtro de tela es que los gases a altas temperaturas a menudo tienen que ser enfriados antes de entrar en contacto con el medio filtrante.

Cuando la tela se ha saturado de partculas un flujo de aire en contracorriente es aplicado a ste con el fin de desprender las partculas de la tela.

6. CAPTADORES HUMEDOS (SCRUBBERS)

Estn constituidos por una torre circular o rectangular, en la que el gas a depurar se introduce por su parte inferior y se somete a una circulacin contracorriente con un lquido pulverizado, desde la parte superior, mediante un sistema de boquillas.

Como variante ms habitual de este sistema bsico se pueden citar las torres de relleno que presentan un lecho formado por rejillas o cuerpos de relleno dispuestos entre la entrada del gas y el sistema de pulverizacin de agua.

Eficiencia hasta 80% y partculas de 10m. Consumo de liquido 3-6 L por cada m3 de gas

7. CAPTADORES VENTURI

Son aquellos equipos que utilizan la energa para mezclar con gran eficiencia a las emisiones y el agua.

Estos equipos logran capturar con 99% de eficiencia a partculas de 0.5 de micra.

Para lograr estas eficiencias se llegan a tener cadas de presin hasta de 40 pulgadas de agua, lo que implica el uso de mucha potencia.

Industria Fuente de emisin Mtodo de control

Produccin de hierro y acero Altos hornos, hornos para la

produccin de acero

P.E.., Bolsas, Venturis, ciclones

hmedos

Fundicin de hierro gris Hornos de cubilote, vibradores y

fabricacin de corazones. Ciclones hmedos o scrubbers.

Metalurgia no ferrosa Fundicin P.E., Bolsas

Refineras de petrleo Catalizadores e incineradores Ciclones, P.E., Bolsas,

lavadores

Fabricacin de cemento. Hornos secadores, envasado y

manejo de materiales. P.E., Bolsas, ciclones

Fabricacin de papel Kraft Hornos de recuperacin de cal,

tanques de beneficio P.E., Cajas de aspersin

cidos fosfrico y sulfrico Molienda, aciduacin de rocas,

procesos trmicos

P.E., cajas de aspersin,

venturis

Manufactura de coque Estufas, molinos y manejo de

materiales

P.E., mantenimiento y manejo

adecuado de materiales

Vidrio y fibra de vidrio Hornos, formacin y curado Post quemadores y bolsas

FIN DE LA PRESENTACION