Separadores Solido- Gas

DISEÑO DE
SEPARADORES
SÓLIDO-GAS



ÍNDICE
1. DISEÑO DE CÁMARA DE SEDIMENTACIÓN…………………………….…..3

1.1Tipos………………………………………………………………………..4
1.2Aplicaciones industriales…………………………………..……………...7
1.3 Ventajas y desventajas……………………………………..…................7
2. CÁLCULO DEL DIÁMETRO DE PARTÍCULA MÍNIMA RETENIDA EN UN
CICLÓN………………………………………………………………………………..6
2.1 Dimensionamiento de unciclón…………………………………………..10
2.2 Tipos de ciclones……....…………………………………………………...11
2.3 Factores para el Diseño o Proyecto de Ciclones…………………………12
3. DISEÑO DE PRECIPITADORES ELECTROSTÁTICOS……………………..12
3.1 Tipos de precipitadores…………………………………………………..14
3.2 Aplicaciones insustriales…………………………………………………15
3.3 Ventajas y desventajas……………………………………………………15
4. DIFERENCIAS ENTRE SEPARADORES SÓLIDO-GAS…………………….16
4.1Criterios de selección……………………………………………………...16
4.2 Separadores gravitatorios………………………………………………...17
4.3 Separadores centrífugos o ciclones…………………………………….....18
4.4 Cámaras de separación electrostática (electrofiltros)…………………..18
5. BIBLIOGRAFÍA ………………..……………………………...………………….20

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1. DISEÑO DE CÁMARA DE SEDIMENTACIÓN

Figura 1. Diseño cámara de sedimentación.

Estudiaremos latrayectoria de una partícula en la cámara.
Para que la partícula no salga de la cámara antes de sedimentar se ha de cumplir que:

Entonces:

Suponiendo que tenemos flujo laminar, la velocidad límite de la partícula será

Donde:
ρ p – densidad de la partícula
ρ f – densidad del fluído
D p – diámetro de la partícula
μ – viscosidad del fluido
La velocidad horizontal de la partícula será:

3Sustituyendo los valores de las velocidades en [1]:

Finalmente, el diámetro mínimo para que la partícula sedimente será:

1.1 Tipos.
Existen dos tipos importantes de cámaras de sedimentación:
•

La cámara de expansión o gravedad: Se trata de grandes cámaras de
expansión, con la entrada de gas por un extremo y la salida por el lado opuesto.
Al aumentar la sección del flujo de aireéste disminuye su velocidad y las
partículas más grandes sedimentan por gravedad en tolvas. La eficiencia de
colección disminuye con el diámetro de las partículas y es frecuente que se
construyan en el sitio.

Figura 2. Cámara de sedimentación por gravedad.

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Figura 3. Cámara de sedimentación por gravedad.
•

La cámara de bandejas múltiples: es una cámara con un número de bandejas
oplacas horizontales delgadas que condicionan al gas a fluir horizontalmente
entre ellas. Aunque la velocidad del gas es ligeramente mayor en una cámara de
bandejas múltiples que en una cámara de expansión, la eficiencia de recolección
de la cámara de bandejas es mayor, debido a que la distancia que las partículas
deben recorrer en su caída es menor. Son de difícil limpieza y las placas tiendena ondearse a altas temperaturas. Una forma de limpieza consiste en enjuagar las
placas con aspersores de agua. Estos equipos suelen emplearse como pre
limpiadores, ubicándoselos antes de los equipos de mayor eficiencia, con el
objeto de eliminar la parte más gruesa de la carga de polvo.

Figura 4. Cámara de sedimentación de bandejas múltiples.
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Un detalle muy importante es que lavelocidad del gas dentro de la cámara debe
de mantenerse por debajo de los 3 m/seg a fin de evitar arrastre por la presencia de
torbellinos.
1.2 Aplicaciones industriales.
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•
•

En la industria de refinación de metales como trióxido de arsénico.
Plantas generadoras de calor y de electricidad para recolectar partículas grandes
de carbón no quemado, y re-inyectarlas a los generadores de vapor.En industrias en las que es necesario enfriar una corriente de gas para otro
posterior tratamiento.

1.3 Ventajas y desventajas.
Las ventajas de las cámaras de sedimentación son, principalmente:
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Bajos costos de capital, energía, operación y mantenimiento.
Excelente Funcionamiento.
Baja caída de presión a través del equipo.
El equipo no está sujeto a la...