equipos complementarios de control de solidos

EQUIPOS MECÁNICOS COMPLEMENTARIOS DE SEPARACIÓN DE SOLIDOS

Dispositivos de separación centrífuga

Los dos tipos de dispositivos de separación centrífuga son:

C Centrífugas decantadoras
C Hidrociclones

Centrífugas decantadoras

Una centrífuga decantadora se compone de una vasija cónica horizontal de acero que gira a alta velocidad usando un transportador tipo doble tornillo sinfín.El transportador gira en el mismo sentido que la vasija externa, pero a velocidad un poco menor (Figura 10-3). Un aspecto importante del funcionamiento de la centrífuga es la dilución de la lechada que es alimentada al interior de la unidad. La dilución de la lechada reduce la viscosidad del caudal alimentado y mantiene la eficiencia separadora de la máquina. Cuanto mayor sea la viscosidad dellodo base, tanto mayor dilución será necesaria (lo común son 2 a 4 galones de agua por minuto). La viscosidad del efluente (líquido saliente de la centrífuga) debe ser de 35 a 37 segundos por cuarto de galón para una separación eficiente. Si la viscosidad baja de 35 segundos por cuarto, es porque se está agregando demasiada agua. Esto causará turbulencia dentro de la vasija y reducirá la eficiencia.Se deben seguir estrictamente las recomendaciones de los fabricantes



HIDROCICLONES

Los hidrociclones son recipientes de forma cónica, en los cuales la presión se transforma en fuerza centrifuga.

Principios Básicos de Funcionamiento de los Hidrociclones

El lodo es impulsado por una bomba centrífuga que lo envía al hidrociclón, al lodo se le imprime una fuerza para girar en forma deremolino, este movimiento provoca que las partículas mas pesadas se peguen contra la pared y son eliminadas por la parte baja del hidrociclón; las partículas más livianas se dirigen hacia el centro y hacia arriba en forma de espiral que las lleva hacia el orificio de descarga. La descarga en el extremo inferior es en forma de spray con una ligera succión en el centro. Las magnitudes de estasfuerzas, gravitacionales y de empuje, son de mucha importancia, ya que estas son las que regirán la velocidad con la que se producirá la separación de las partículas, lo cual a su vez determinara cual debe ser la capacidad del estanque (hidrociclon). Si la concentración de sólidos es alta, tal vez no haya espacio suficiente para la salida de todos los sólidos, esto causa una condición de descarga dechorro; provocando un taponamiento.

Para separadores centrífugos, el balance entre estas fuerzas gravitacionales (centrifugas) y de flotación (empuje) puede escribirse como:

F = (Ms -Mf) v2/R

Donde:
F= Fuerza sobre la partícula.
Ms= Masa de la partícula.
Mf = Masa del fluido desplazado por la partícula.
v= Velocidad Tangencial de la partícula.
R= Radio del ciclón.

La fuerzaresultante sobre la partícula se balanceará, sin embargo, cuando la partícula en cuestión alcance la velocidad terminal. Las partículas que estén sujetas a una fuerza resultante pequeña, se comportarán según la Ley de Stokes, donde la resistencia del fluido se debe principalmente a su viscosidad. Las partículas que estén sujetas a fuerzas de mayor magnitud, se regirán según Newton, donde la resistenciadel fluido es principalmente inercial e independiente de la viscosidad. A raíz de esta disyuntiva, es que no es posible lograr una única ecuación que describa la velocidad terminal que alcanzarán las partículas en el medio.



Ilustración 1. ESQUEMA DE UN HIDROCICLON


Muchos hidrociclones están diseñados para aproximadamente 75 pies de cabeza hidrostática en el múltiple de admisión. Lacabeza hidrostática debe ser medida en el múltiple de admisión, ya que disminuirá entre la bomba y el múltiple del hidrociclón. Una cabeza hidrostática inadecuada resultará en el procesamiento de volúmenes más pequeños de lodo y un punto de corte más alto del que se desea obtener. Por ejemplo, cuando la cabeza hidrostática es de 45 pies en vez de 75 pies, un hidrociclón de 4 pulgadas sólo...