Prácticas Medioambiente Ingeniero Industrial

PRÁCTICA 1: ELIMINACIÓN DE PARTÍCULAS DE UNA CORRIENTE GASEOSA: 1. Objetivos de la práctica: El objetivo de la práctica es estudiar el proceso de eliminación de partículas utilizando un ciclón. 2. Fundamentos teóricos: En la contaminación atmosférica, además de los contaminantes gaseosos, tenemos partículas de forma y tamaño muy variado, que representan un potencial de peligro, por lo que esnecesario disponer de equipos que permitan la separación de las partículas o gotas dispersas en una corriente gaseosa. La separación de las partículas del fluido es la primera etapa en la secuencia de eliminación de los contaminantes, por su facilidad y porque interfieren en los procesos de tratamiento posterior de los gases y vapores. La captación de partículas puede realizarse por: * Gravedad: Parapartículas grandes (Dp>50 µm). Ejemplo: sedimentadores. * Inercia: Aprovechando la velocidad de las partículas Ej.: cámaras inerciales. * Fuerza centrífuga: Se separan partículas con Dp >2 µm. Ej. Ciclones * Colisión con mallas o con gotas. Ej.: Respectivamente filtros o lavadores (Venturi/pulverización). * Campos eléctricos Con partículas que se cargan Ej.: precipitadores electrostáticos. Losequipos de separación de partículas los clasificaremos de la siguiente forma: I. Separación por vía seca MECÁNICOS: * Cámara de sedimentación por gravedad * Separadores ciclónicos FILTRACION * Filtros de mangas PRECIPITADORES ELECTROSTÁTICOS II. Separación por vía húmeda COLECTORES HÚMEDOS * Lavadores Venturi La eficiencia de los equipos de depuración de gases es la capacidad de dicho equipo paraeliminar las partículas y gases tóxicos presentes en la corriente gaseosa. Se expresa como porcentaje eliminado sobre la cantidad total de sustancias contaminantes que entran al equipo. Eficiencia global = (Centrada – Csalida)/ Centrada x 100 Para partículas, además de la eficacia global, se utiliza también el concepto de eficacia fraccional, que está relacionada con la distribución granulométrica departículas. Así cada tamaño de partículas (i) presentará una distinta eficacia de eliminación Eficiencia fraccional = (Centrada¡ - Csalida¡)/ Centrada x 100

2

La eficiencia global se encuentra relacionada con la eficiencia fraccional por la relación: Eficiencia global = ~ (Fracción peso i) x eficiencia fraccional i En un ciclón, la eficacia de eliminación depende fundamentalmente deltamaño de partículas. Lapple ha deducido una ecuación empírica para la eficiencia colectora, en función del diámetro de corte y del diámetro de la partícula.

El diámetro de corte, dp50, se define como el tamaño de las partículas que son recogidas con una eficiencia del 50%.

siendo: µ = viscosidad del fluido b = anchura de entrada u = velocidad de entrada ρp = densidad de la partícula ρg = densidaddel fluido N = nº de vueltas que realiza el gas en el interior del ciclón, en el caso de ciclones estándar se puede tomar 5,3 N se puede determinar mediante la siguiente expresión:

V = volumen del ciclón Q = caudal a tratar D = diámetro del ciclón El equipo que compone un ciclón es el siguiente: entrada del gas, un cuerpo cilíndrico, una sección cónica para la recogida de partículas, salidaaxial para el gas limpio, y un depósito colector de las partículas.

3

Los separadores de tipo ciclón normalmente se emplean para separar partículas de 5 µm de tamaño y mayores. Los ciclones convencionales separan partículas de 25 µm de diámetro con una eficiencia del 90 % mientras que los ciclones de alta eficiencia son efectivos con partículas de 5 µm. Algunas de las propiedades másimportantes de los ciclones son: 1. La separación del polvo del gas es directa, no se requiere introducir ningún agente de separación. El ciclón es un equipo de separación en seco que no genera ningún problema de polución. 2. Los ciclones se diseñan para procesos en continuo 3. La técnica resulta atractiva por su simplicidad de diseño. 4. El fenómeno físico de separación del polvo del gas es la fuerza...