Diseño de ciclones
Páginas: 8 (1957 palabras)
Publicado: 31 de agosto de 2013
DISEÑO DE CICLONES
En la separación de partículas, la eficiencia de recolección puede cambiar sólo en una cantidad relativamente pequeña mediante una variación en las condiciones operacionales. El factor de diseño primario que se utiliza para controlar la eficiencia de recolección es el diámetro del ciclón. Un ciclón de diámetro más pequeño que funciona a una caída de presión fija alcanza laeficiencia más alta. Sin embargo, los ciclones de diámetro pequeño requieren varias unidades en paralelo, para lograr una capacidad especificada. En tales casos, los ciclones individuales descargan el polvo en una tolva receptora común (Figura1). El diseño final implica llegar a un termino medio entre la eficiencia de recolección y la complejidad del equipo. Se acostumbra diseñar un solo ciclónpara una capacidad particular, recurriendo a varias unidades en paralelo sólo cuando la eficiencia de recolección prevista es inadecuada para una sola unidad.
Los ciclones en serie se justifican en aquellos casos en que el polvo tiene las siguientes propiedades:
Cuando tiene una distribución amplia de tamaños, incluyendo una porción importante de partículas más finas que 15 µm, en cuyocaso se utiliza un solo ciclón de diámetro grande para recoger la fracción de partículas gruesas y reducir la carga para una unidad con un diámetro más pequeño.
Cuando tiene una tendencia marcada a flocularse en el equipo que precede a los ciclones, al igual que en estos mismos.
Figura1. Multiciclones.
Cuando se reduce el diámetro del ducto de salida del gas se incrementa tanto laeficiencia de recolección como la caída de presión. Al aumentar la longitud del ciclón, casi siempre se observa un incremento en la eficiencia de recolección.
Un ciclón operará bien, si el receptor de polvo es hermético. Es probable que la causa individual más importante para un funcionamiento deficiente del ciclón sea la fuga de aire hacia la salida de polvo del mismo. Una fuga ligera de aire eneste punto provocará una reducción muy notable en la eficiencia de recolección, sobre todo cuando se trata de polvos finos.
En la parte inferior del cono se coloca generalmente una tolva para recibir el material particulado colectado, la tolva debe tener el volumen suficiente que evite la apertura frecuente del dispositivo de descarga, ya que la entrada de aire por la parte inferior del ciclónpuede generar resuspensión de material colectado.
Para la extracción continua del polvo recolectado se acostumbra usar una válvula rotatoria de estrella, una válvula de doble cierre, compuertas deslizantes manuales, tornillos sin fin y válvulas de contrapeso. En la figura 2 se observan algunos de estos dispositivos.
En cualquier caso, es esencial proporcionar la suficiente capacidad dedescarga y recepción para evitar que el material recogido se acumule dentro del ciclón.
Las siguientes son algunas de las características que debe cumplir la corriente de emisión para utilizar ciclones:
a) Caudal de aire: Los caudales típicos de gas para unidades de un solo ciclón son de 0.5 a 12 m3/s a condiciones de referencia. Los caudales en la parte alta de este intervalo y mayores (hastaaproximadamente 50 m3/s), utilizan multiciclones. Hay ciclones que se emplean en aplicaciones especializadas, las cuales tienen flujos desde 0.0005 hasta 30 m3/s.
Figura 2. Sistemas de descarga en un ciclón
b) Temperatura: Las temperaturas del gas de entrada, están limitadas únicamente por los materiales de construcción de los ciclones y han sido operados a temperaturas tan altas como 540°C.c) Concentración de partículas: Las concentraciones típicas de partículas en el gas van de 2.0 a 230 g/m3 a condiciones de referencia. En aplicaciones especializadas, estas cargas pueden ser tan altas como 16000 g/m3 y tan bajas como l.0 g/m3.
El procedimiento general de diseño es el siguiente:
Seleccionar el tipo de ciclón, dependiendo del funcionamiento o necesidades requeridas....
En la separación de partículas, la eficiencia de recolección puede cambiar sólo en una cantidad relativamente pequeña mediante una variación en las condiciones operacionales. El factor de diseño primario que se utiliza para controlar la eficiencia de recolección es el diámetro del ciclón. Un ciclón de diámetro más pequeño que funciona a una caída de presión fija alcanza laeficiencia más alta. Sin embargo, los ciclones de diámetro pequeño requieren varias unidades en paralelo, para lograr una capacidad especificada. En tales casos, los ciclones individuales descargan el polvo en una tolva receptora común (Figura1). El diseño final implica llegar a un termino medio entre la eficiencia de recolección y la complejidad del equipo. Se acostumbra diseñar un solo ciclónpara una capacidad particular, recurriendo a varias unidades en paralelo sólo cuando la eficiencia de recolección prevista es inadecuada para una sola unidad.
Los ciclones en serie se justifican en aquellos casos en que el polvo tiene las siguientes propiedades:
Cuando tiene una distribución amplia de tamaños, incluyendo una porción importante de partículas más finas que 15 µm, en cuyocaso se utiliza un solo ciclón de diámetro grande para recoger la fracción de partículas gruesas y reducir la carga para una unidad con un diámetro más pequeño.
Cuando tiene una tendencia marcada a flocularse en el equipo que precede a los ciclones, al igual que en estos mismos.
Figura1. Multiciclones.
Cuando se reduce el diámetro del ducto de salida del gas se incrementa tanto laeficiencia de recolección como la caída de presión. Al aumentar la longitud del ciclón, casi siempre se observa un incremento en la eficiencia de recolección.
Un ciclón operará bien, si el receptor de polvo es hermético. Es probable que la causa individual más importante para un funcionamiento deficiente del ciclón sea la fuga de aire hacia la salida de polvo del mismo. Una fuga ligera de aire eneste punto provocará una reducción muy notable en la eficiencia de recolección, sobre todo cuando se trata de polvos finos.
En la parte inferior del cono se coloca generalmente una tolva para recibir el material particulado colectado, la tolva debe tener el volumen suficiente que evite la apertura frecuente del dispositivo de descarga, ya que la entrada de aire por la parte inferior del ciclónpuede generar resuspensión de material colectado.
Para la extracción continua del polvo recolectado se acostumbra usar una válvula rotatoria de estrella, una válvula de doble cierre, compuertas deslizantes manuales, tornillos sin fin y válvulas de contrapeso. En la figura 2 se observan algunos de estos dispositivos.
En cualquier caso, es esencial proporcionar la suficiente capacidad dedescarga y recepción para evitar que el material recogido se acumule dentro del ciclón.
Las siguientes son algunas de las características que debe cumplir la corriente de emisión para utilizar ciclones:
a) Caudal de aire: Los caudales típicos de gas para unidades de un solo ciclón son de 0.5 a 12 m3/s a condiciones de referencia. Los caudales en la parte alta de este intervalo y mayores (hastaaproximadamente 50 m3/s), utilizan multiciclones. Hay ciclones que se emplean en aplicaciones especializadas, las cuales tienen flujos desde 0.0005 hasta 30 m3/s.
Figura 2. Sistemas de descarga en un ciclón
b) Temperatura: Las temperaturas del gas de entrada, están limitadas únicamente por los materiales de construcción de los ciclones y han sido operados a temperaturas tan altas como 540°C.c) Concentración de partículas: Las concentraciones típicas de partículas en el gas van de 2.0 a 230 g/m3 a condiciones de referencia. En aplicaciones especializadas, estas cargas pueden ser tan altas como 16000 g/m3 y tan bajas como l.0 g/m3.
El procedimiento general de diseño es el siguiente:
Seleccionar el tipo de ciclón, dependiendo del funcionamiento o necesidades requeridas....
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