FUNDAMENTOS TEORICOS

MECANISMOS DE COLECCIÓN DE LAS PARTÍCULAS

Los lavadores convencionales dependen de algún tipo de colección de inercia de las partículas como el principal mecanismo de captura y tienen una capacidad limitada para controlar las partículas finas. El impacto y la intercepción es el mecanismo de mayor importancia para partículas de mayor tamaño. Para partículas pequeñas predominará la difusión, la absorción y los efectos electrostáticos. Los mecanismos disponibles para la colección de las partículas se pueden clasificar como:

Sedimentación por gravedad Sedimentación por impacto centrífugo Impactación por inercia Por choque directo Por difusión Efectos electrostáticos

Las partículas son arrastradas a aproximadamente la misma velocidad que la del gas en la tubería. Debido a su extrema ligereza, el gas se mueve en flujo laminar alrededor de cualquier objeto en su camino. Sin embargo, la partícula sólida con una masa mucho más pesada resiste los cambios de movimientos. Mientras mayor sea la partícula menor será su tendencia a cambiar de dirección. 

La Impactación por inercia está asociada con las partículas relativamente grandes que viajan en una ruta de colisión con el interceptor. La inercia las mantiene en su recorrido, a pesar de que el gas y las partículas más pequeñas tienden a desviarse y pasar alrededor del interceptor.   En el choque directo algunas de las partículas más pequeñas, a pesar de que tienden a seguir el flujo laminar, pueden hacer contacto con el interceptor en el punto de mayor acercamiento.

Para saber si una partícula colisiona con el interceptor y se adhiere a él por fuerzas electroestáticas o de Van der Waals, se utiliza la teoría de campos de flujo alrededor de un obstáculo, o bien, gráficos que correlacionan el parámetro adimensional “numero de separaciones” (o parámetro de impacto de inercia) Ns, con la eficiencia del interceptor ᶯ, que es la fracción de partículas que entrar en contacto con el interceptor, respecto de las que teóricamente podrían haber contactado si su hubiesen movido según con un flujo laminar y no hubieran sido arrastradas alrededor del blanco por la corriente de gas

Ns= ρ∗D2∗V18∗µ∗Db

DONDE:

ρ: Densidad de las partículasD: diámetro de las partículasV :velocidad del gasμ :Densidad del gasDb :diámetro del blanco o de la gota de agua.

Lamentablemente, las fuerzas de inercia son insignificantemente pequeñas a medida que disminuye el tamaño de partícula, y la eficiencia de recolección disminuye rápidamente a medida que disminuye el tamaño de partícula. Como resultado, se hace necesario aumentar en gran medida la entrada de energía a un lavador húmedo para mejorar significativamente la eficiencia de la recaudación de las partículas finas. Incluso con grandes insumos de energía, las eficiencias de recolección de los lavadores húmedos no son altos con partículas de menos de 1,0 μm de tamaño

En la colección por difusión, las partículas muy pequeñas (generalmente menores a una micra) chocan contra el colector como resultado del movimiento browniano molecular aleatorio o difusión. Puede que sea necesario recubrir el interceptor con alguna sustancia que mejore la adhesión, o si no, las partículas de polvo pueden rebotar por el impacto y regresar a la corriente de gas. El recubrimiento reduce también la posibilidad de que las partículas que choquen después con el blanco puedan desprender partículas ya colectadas.

La aglomeración es otro mecanismo para mejorar la eficiencia de colección. Con esta técnica, se aumenta el tamaño promedio de la partícula, de manera que los colectores tengan una mejor oportunidad de remover el contaminante. A veces, las partículas se aglomeran por atracción intermolecular mutua, pero puede ser que se requiera a menudo una inducción externa, por medio de dispositivos electrostáticos, por ejemplo, a fin de producir la necesaria aglomeración.

USOS Y APLICACIONES EN CONTROL DE EMISIONES

En general los lavadores húmedos se han utilizado como opción para el control de emisiones de partículas suspendidas y óxidos de azufre en muchas aplicaciones para fuentes estacionarias; sin embargo, la documentación disponible sobre la aplicabilidad de esta técnica a plantas que utilizan CDL (Combustión Derivado de Llantas) es muy escasa.

Existen diversos tipos de lavadores a continuación se mostraran sus diferencias de uso y eficiencia:

EQUIPO DE CONTROL

USOS EFICIENCIA CONTAMINANTE QUE CONTROLA

LAVADOR CON AYUDA MECANICA

Procesamiento de alimentos (cereal, harina, arroz, sal,

azúcar, etc.), papel, productos farmacéuticos y químicos, plásticos, tabaco, fibra de

vidrio, cerámica, y fertilizantes.

Del 80% al 99%

PM10, PM2.5 y PM1

además de los Compuestos

Orgánicos Volátiles (COV) hidrófilo.

LAVADOR CON LECHO DE FIBRA

Emisiones de aerosol de las industrias químicas, de

plásticos, de asfaltos, de ácido sulfúrico y de recubrimiento de

superficies.

Del 70% hasta por

encima del 99%

Partículas finas y/o solubles

LAVADOR DE LECHO EMPACADO

Industria química, aluminio, coque, aleaciones ferrosas,

alimentos, agrícola y cromado por electro-plateado.

Del 55% al 95%

PM10 y PM2.5

LAVADOR DE ORIFICIO

Procesamiento y embalaje de alimentos (cereales, harina,

sal, azúcar, etc.); procesamiento y embalaje de

productos farmacéuticos; manufactura de productos

químicos, caucho, plásticos, cerámica y fertilizantes

Del 80% al 99%

LAVADOR DE PLACAS

Industria agrícola, alimenticia y en fundiciones de acero gris.

Del 50% al 99%

LAVADOR VENTURI

Industrias químicas, de productos minerales, madera, pulpa y papel, de productos de

piedra, y manufactureras de asfalto.

Del 70% hasta más del 90%

VENTAJAS

- Permite manejar polvos inflamables y explosivos de bajo riesgo y manejo de neblinas.- Puede adaptarse para manejar polvos inflamables y explosivos de bajo riesgo, manejo de

neblinas, sistema de enfriamiento para gases, los gases corrosivos y polvos pueden ser neutralizados

DESVENTAJAS

- El líquido efluente puede crear problemas de contaminación del agua.- El producto de desecho se recolecta en húmedo.- El equipo tiene alta posibilidad de sufrir problemas de corrosión- Las partículas colectadas pueden estar contaminadas, y pueden no ser reciclables- La disposición del residuo fangoso puede ser muy costosa.- El acumulamiento de polvo sobre los rotores puede provocar un desequilibrio ya que las

partículas pueden raspar los rotores. - Los costos de mantenimiento son altos.

BIBLIOGRAFIA

- http://www.sma.df.gob.mx - http://covi-ingambiental.blogspot.mx/2011/11/proyecto-lavador-humedo-de-gases-

y.html- http://www.miliarium.com/prontuario/MedioAmbiente/Atmosfera/

SeparadorHumedo.htm#gota- Comisión para la Cooperación Ambiental (CCA) de América del Norte, MJ Bradley &

Associates Montreal, Quebec Canadá, Febrero de 2005.- La Contaminación Ambiental en México, Blanca Elena Jiménez. 2001. ed. Limusa