Operaciones unitarias tipo de ciclones y centrifugas

centrifugas y ciclones |
OPERACIONES UNITARIAS I. |
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Unidad 2: Separación de solidos. TEMA: ciclones; descripción de la operación. |

INTRODUCCIÓN.

La centrifugación consiste en la separación de dos fases de densidad bastante parecida creando un campo de fuerza centrifuga mediante un sistema mecánico de rotación. La fuerza centrifuga creada es varias veces superior ala gravedad y el proceso es en consecuencia es mucho mas rápido si se efectuase una separación por gravedad.

Basados en la contribución existen aparatos para efectuar separaciones específicas:
* Centrifugas: las centrifugas para la separación de un solido de un liquido son realmente filtros centrífugos. Consisten en una cesta filtrante cilíndrica sometida a un rápido giro, sobre suyasparedes interiores se lanzan la suspensión. El liquido atraviesa la pared retirándose el solido de la pared en forma manual o automática. La separación de los dos liquidos de distinta densidad de inmiscibles pueden llevarse a cabo asi mismos en otras centrifugas de diseño apropiado.
* Ciclones: los ciclones son dispositivos estáticos en los que una mezcla de partículas suspendidas en un gas essometida por acción de su propia energía cinética a una fuerza centrifuga. Se dice que un ciclón es económico por no tener elementos mecánicos móviles.
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO.

Un separador ciclónico está compuesto básicamente por un cilindro vertical con fondo cónico, dotado de una entrada tangencial normalmente rectangular

DESCRIPCION DE LA OPERACIÓN.

1) El principio de funcionamientode un ciclón se basa en la separación de las partículas mediante la fuerza centrífuga (del orden de cientos de g), lo que lo hace mas efectivo que las cámaras de sedimentación, además ocupan un espacio mucho menor que éstas.
2) La mezcla solido-fluido entra por la sección superior del dispositivo se introduce tangencialmente en el recipiente cilíndrico a velocidades de aproximadamente 30m/s.3) Entonces, el cuerpo cilíndrico induce un patrón de flujo giratorio en forma de vórtice descendente para la mezcla solido fluido.
4) Existe un choque entre dos corrientes de gas dentro de un ciclón, una de ellas está formada por la mezcla solido-fluido que han descrito una trayectoria circular dentro del cuerpo del ciclón y la otra es la corriente de gas entrante. Este choque se producecerca de la unión entre el ducto de entrada y el cuerpo del ciclón y produce una corriente de “corto circuito” dentro del separador. Las partículas al tener mayor densidad que el gas en el que están suspendidas salen despedidas hacia la pared donde por rozamiento quedan frenadas y caen al fondo del ciclón. El gas asciende en espiral por la parte central del ciclón y sale por la parte superior. Nose produce una separación completa de la totalidad de la materia sólida. Las partículas finas (finos) cuyo tamaño es menor que el calibre de separación son evacuadas, en el caso ideal, con el torbellino secundario por la parte superior del tubo buzo de descarga.
TIPOS DE CICLONES.
Los ciclones convencionales se pueden encontrar en una gran variedad de tamaños y la entrada al equipo puede serbien rectangular o circular. Una forma de clasificar los distintos tipos se puede efectuar atendiendo a la manera en que se produce la carga y la descarga del equipo y otro modo sería en función de su eficiencia.
* De acuerdo a su disposición geométrica se distinguen los siguientes tipos de separadores ciclónicos:

(a)- entrada tangencial y descarga axial
(b)- entrada tangencial y descargaperiférica
(c)- entrada y descarga axiales
(d)- entrada axial y descarga periférica

CONSIDERACIÓN EN EL DISEÑO.

* Los efectos de la velocidad de entrada en los patrones de flujo en el interior de un separador ciclón tienen una gran influencia sobre la eficiencia de separación y la caída de presión, donde tanto la eficiencia como la caída de presión se incrementan con una mayor velocidad...