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Distribuidor (representante autorizado) de equipamiento para purificación de gas para la industria de Rusia

La empresa rusa de ingeniería ООО «Интех ГмбХ» (LLC «Intech GmbH») lleva 20 años en el mercado cooperando exitosamente con la industria rusa. En el período de su existencia acumuló una experiencia inmensa en el ámbito de ingeniería, ganó prestigio en el mercado e implementó más de 100 proyectos de importancia en las fábricas de Rusia. Nuestra empresa siempre busca nuevos socios que vean el mercado ruso como atractivo para invertir y aspiren a aumentar sus ventas en esta región, ampliar sus actividades y salir a un nuevo nivel internacional.

Índice:

Nos interesan los fabricantes de equipamiento para purificación de gas que busquen un distribuidor oficial de buena fe para vender su maquinaria a las fábricas de Rusia.

La dirección y los gerentes de nuestra empresa dominan a la perfección el mercado ruso, sus leyes y mentalidad así como entienden de las peculiaridades sectoriales de la actividad económica de los clientes rusos. Todos nuestros gerentes disponen de una amplia cartera de clientes, tienen una gran experiencia de ventas y están en contacto permanente con los compradores potenciales de su equipamiento para purificación de gas. Todo ello permitirá identificar rápidamente las posibilidades de promoción y ofrecer una salida rápida al dinámico mercado ruso. Nuestro personal está capacitado para importación de maquinaria extranjera y domina inglés y alemán.

Disponemos de ingenieros experimentados, capaces de resolver los problemas técnicos más complicados, quienes permanecen en contacto y se reúnen regularmente con los clientes rusos, ofreciéndoles las presentaciones de los últimos avances de nuestros socios fabricantes de maquinaria. Asimismo identifican problemas técnicos y están en contacto con los servicios técnicos de las fábricas rusas. Gracias a ello, entendemos bien las peculiaridades de trabajo en la Federación de Rusia y sabemos bien, qué maquinaria está instalada en las fábricas y qué necesidades de modernización existen.

Como su distribuidor oficial de equipamiento para purificación de gas en Rusia, realizaremos a través de nuestro departamento de publicidad los estudios de mercadotecnia y el análisis del mercado de su equipamiento para purificación de gas con el fin de identificar la demanda de su producto en Rusia, evaluaremos el potencial y la capacidad de este mercado, y nuestro departamento informático diseñará un sitio web de su producto en ruso. Nuestros especialistas rusos analizarán la correspondencia de su equipamiento para purificación de gas a los requisitos de los clientes finales y la reacción del mercado a la aparición de nuevo producto. Estudiaremos el perfil de los posibles compradores, identificando a los de mayor importancia e interés.

Como su representante oficial en Rusia, la empresa ООО «Интех ГмбХ» (LLC «Intech GmbH») realizará, de ser necesario, la certificación de la maquinaria suministrada y de distintos tipos de equipamiento para purificación de gas de acuerdo con los estándares rusos, organizará el peritaje para obtener los certificados tipo ТР ТС 010 y ТР ТС 012, que permitirán el uso de su maquinaria en todas las fábricas de la Unión Aduanera (Rusia, Kazajstán, Bielorrusia, Armenia, Kirguistán), incluidas las fábricas con peligro de explosión. Nuestra empresa rusa está lista a prestar su apoyo para formalizar los certificados técnicos de equipamiento para purificación de gas en conformidad con los estándares rusos y de los demás países de la Unión Aduanera.

Nuestra empresa de ingeniería ООО «Интех ГмбХ» (LLC «Intech GmbH») colabora con varios institutos de diseño de Rusia en distintos ámbitos industriales. Gracias a ello, podemos realizar el diseño preliminar y el diseño posterior en conformidad con los estándares y normas y reglas de construcción de Rusia y de los demás países de la CEI, así como incluir su equipamiento para purificación de gas en los futuros proyectos.

Nuestra empresa dispone de su propio departamento logístico, que realizará el transporte de la carga, su embalaje y su carga y descarga, haciendo llegar su producto bajo las condiciones DAP o DDP-almacén del cliente, observando todas las normas y requisitos legales necesarios para trabajar en el mercado ruso.

Nuestra empresa dispone de especialistas certificados para realizar la supervisión de instalación de la maquinaria suministrada, los trabajos de puesta en marcha y los servicios de garantía y post garantía de equipamiento para purificación de gas, así como para formar al personal del cliente y ofrecerle toda la asesoría necesaria.

Descripción breve de equipamiento para purificación de gas

La purificación de los gases industriales de las partículas sólidas se realiza para:

  • eliminar las impurezas nocivas;
  • separar las partículas valiosas;
  • purificar el aire atmosférico.

Para minimizar la contaminación del aire atmosférico hay que:

  • organizar el proceso industrial de manera óptima desde el punto de vista ambiental;
  • realizar el transporte de gases de manera hermética;
  • utilizar a nivel industrial la ceniza, los lodos, los residuos calcinados y demás residuos.

Existen cinco métodos principales de purificación de gas. Cada método de purificación requiere el uso de aparatos de tipo determinado.

Clasificación de los métodos de purificación de gas

Método de purificación Equipamiento utilizado
Precipitación bajo la fuerza de gravedad - Cámaras de precipitación de polvo
Precipitación bajo las fuerzas de inercia - Desempolvadores por inercia
- Ciclones
- Desempolvadores rotatorios secos mecánicos
Precipitación bajo las fuerzas electroestáticas - Precipitadores electroestáticos
Filtración - Filtros de mangas
- Filtros cerámicos
- Filtros de aceite (viscosos)
Purificación por vía húmeda - Lavadores
- Desempolvadores rotatorios húmedos mecánicos
- Lavadores Venturi
- Desempolvadores de espuma

Clasificación de aparatos según el método de purificación

Aparatos de purificación de gas por vía seca: Aparatos de purificación de gas por vía húmeda:
Cámaras de precipitación de polvo, Desempolvadores centrífugos, Precipitadores electroestáticos: horizontales / verticales / tubulares / de varillas
Filtros de mangas,
Filtros de cartuchos,
Filtros cerámicos de alta temperatura; Cámaras de toma de aire
Lavadores;
Desintegradores,
Lavadores Venturi;
Precipitadores electroestáticos húmedos; Desempolvadores de espuma;

Para la separación de sistemas se utilizan distintos métodos:

  • de precipitación;
  • de filtración;
  • de purificación de gases por vía húmeda.

Precipitación

La precipitación es un proceso de separación de sistema en el curso del cual las partículas en suspensión se separan de la fase continua (líquido o gas) bajo el efecto de:

  • la fuerza de gravedad de las partículas (decantación);
  • la fuerza centrífuga (separación en ciclones y centrífugas);
  • la fuerza de inercia;
  • la fuerza electroestática (separación de las suspensiones de gas en campo electroestático).

Filtración

La filtración es un proceso de separación de sistemas por un tabique filtrante, que deja pasar a la fase continua y retiene las partículas en suspensión. El proceso se desarrolla por cuenta de una diferencia de presión por los dos lados del tabique. Si la diferencia de presión se crea por la fuerza centrífuga, la separación del sistema lleva el nombre de filtración centrífuga.

Los filtros dotados de tabiques semirrígidos se utilizan para la purificación de gases con bajo contenido de polvo. Esos filtros están compuestos por una serie de elementos redondos que yacen uno sobre otro dentro de un armazón cilíndrico. Cada uno de dichos elementos está compuesto por dos mallas o discos. Entre los discos se encuentra una capa de material filtrante, por ejemplo, de aserrines metálicos, lana de escoria o lana de vidrio.  En algunos casos, la capa del material filtrante se humecta por aceite para captar mejor el polvo disperso. Los elementos del filtro se sitúan perpendicularmente al flujo de gas.

Cuando es necesario realizar una purificación fina de gases de aerosoles se utilizan tabiques filtrantes fabricados de fibras poliméricas ultrafinas, por ejemplo, de poliarilato o cloruro de polivinilo. Esos tabiques tienen una resistencia química, mecánica y térmica alta.

Los filtros de tabiques rígidos son los filtros de cartuchos, cuyo diseño es análogo al de los filtros de cartuchos utilizados para la separación de las suspensiones. En esos filtros el gas se filtra por tabiques porosos de cartuchos fijados sobre una rejilla tubular. La limpieza de los cartuchos se realiza con cierta periodicidad y consiste en soplado inverso por aire comprimido. Este filtro puede captar las partículas de polvo de un tamaño de 0,2 µm y más.

En los filtros dotados de un lecho granular la purificación de gas de partículas sólidas se realiza por una capa de partículas finas, por ejemplo, de arena, escoria, grava o coque. En los aparatos de funcionamiento discontinuo el lecho filtrante se apoya sobre una malla y es fijo. En los aparatos de funcionamiento continuo el material granular que purifica el gas de las partículas sólidas en suspensión se desplaza constantemente entre los tabiques con material filtrante. El gas pasa consecutivamente por una serie de capas granulares que se desplazan verticalmente. El material granular contaminado que sale de cada sección se lava y vuelve a la sección filtrante. Hoy en día los filtros granulares prácticamente están en desuso.

Purificación de gases por vía húmeda

La purificación de gases por vía húmeda es un proceso de separación de suspensiones de gas en el curso del cual las partículas en suspensión se humectan por un líquido y se separan del gas. La purificación se desarrolla, sobre todo, bajo el efecto de las fuerzas de inercia.

El método de separación más oportuno depende de una serie de parámetros, en particular:

  • de la concentración de las partículas dispersas;
  • del tamaño de las partículas;
  • de los requisitos hacia la calidad de separación;
  • de la relación entre las densidades de las fases dispersa y continua;
  • de la viscosidad de la fase continua.

Decantación

El método de decantación se utiliza a nivel industrial para separar las suspensiones, cuando es necesario:

  • espesar un compuesto;
  • clasificar una suspensión por las fracciones de las partículas que forman la fase sólida;
  • aplicar una purificación gruesa de gas de polvos;
  • separar una emulsión.

Como la fuerza motriz del proceso de decantación (la fuerza de gravedad) es bastante débil, solo las partículas grandes se separan de la fase continua de manera eficiente. Sin embargo, la decantación es el método de separación de sistemas líquidos no homogéneos más simple y barato. Por eso resulta oportuno utilizarlo para el tratamiento primario de las suspensiones. Este método permite preparar el compuesto para su procesamiento posterior con aplicación de métodos más sofisticados y reducir los gastos en el ciclo tecnológico de purificación.

Cálculo del grado de purificación de gases en desempolvadores de todos tipos

El grado de purificación de gas de impurezas por desempolvadores de cualquier tipo se calcula de manera siguiente:

η = [(V1·x1 - V2·x2)/((V1·x1)]·100 = [1 / (V2/V1)·(x2/x1)]·100%

donde V1 – es el volumen de gas en la entrada en el aparato purificador (en m3),
V2 – es el volumen de gas en la salida del aparato purificador (en m3),
х1 – es la concentración de niebla o polvo en gas contaminado (en g/m3),
х2 – es la concentración de niebla o polvo en gas purificado (en g/m3).

Esta fórmula da resultados correctos bajo unas condiciones industriales normales.

La separación de los sistemas no homogéneos es importante tanto a nivel industrial, como en otros ámbitos. Frecuentemente surge la necesidad de purificar un compuesto o separar de tal compuesto componentes valiosos. Se trata tanto de preparación de materia prima para su procesamiento posterior, como de purificación de productos acabados, depuración de aguas residuales y gases de escape y separación de componentes útiles de producto.

Separación de mezcla de gas y aislamiento de gases extraños

Los gases industriales son mezclas de gases o gases con un porcentaje reducido de impurezas gaseosas. Requieren un tratamiento preliminar con separación en componentes aislados. Existen distintos métodos de separación de las mezclas de gas:

  • condensación;
  • absorción;
  • adsorción;
  • transformación catalítica;
  • combustión.

Condensación

Las mezclas de gas se licuefacen vía su enfriamiento hasta una temperatura inferior a la de condensación. La condensación de los gases puros se realiza vía su enfriamiento hasta la temperatura de condensación. En el curso de la condensación de los gases puros el nivel de presión y la temperatura permanecen constantes. La curva de presión de vapor muestra la relación entre la temperatura de condensación y la presión del vapor. La curva de saturación muestra la dependencia entre el número de los componentes solubles en el gas portador de los componentes y la temperatura.

Diagrama de parámetros de saturación
Diagrama de parámetros de saturación

Si la temperatura de condensación del componente gaseoso a separar es mucho menor que la del gas portador, es posible realizar una separación parcial de la mezcla de gas vía su condensación. Las mezclas de gas, cuyos componentes tienen una temperatura de condensación similar, no son sujetas a la separación vía condensación. La condensación parcial lleva el nombre de deflegmación y se utiliza mucho en los aparatos de rectificación.

Como resultado del enfriamiento de la mezcla de gas seca en el curso de condensación, el contenido del componente disuelto corresponde al punto nº3 de la curva de saturación. El volumen de condensado precipitado equivale a ∆m.

El proceso de condensación se desarrolla dentro de intercambiadores de calor especiales (condensadores). Dentro de dichos aparatos se encuentran tubos llenados por agente de enfriar. Ciertos componentes gaseosos se condensan sobre dichos tubos y fluyen para abajo. El gas portador sale del condensador en estado mucho más puro.

La absorción es un proceso de absorción de gases por un líquido vía su disolución física o un proceso químico reversible. Si el líquido absorbe parte de los componentes de una mezcla de gas, la absorción se considera parcial. Si disolvemos una mezcla de CO2 y el aire en el agua, la absorción de CO2 será selectiva. A diferencia de aire, el gas se disolverá parcialmente en el agua hasta agotar su capacidad absorbedora. La capacidad de absorción depende de la presión y la temperatura. En el caso de una temperatura baja y una presión alta, el gas se absorbe de manera activa. En el caso de una presión baja y una temperatura alta, el gas forma burbujas.

El gas disuelto en un absorbente líquido forma una fase mixta. En el curso de absorción el líquido absorbente se calienta por el calor emitido. Para que el proceso se desarrolle de manera normal, al líquido lo someten a un retroenfriamiento.

Absorción selectiva
Absorción selectiva

En la industria la absorción selectiva se utiliza, cuando es necesario:

  • aislar ciertos gases de mezclas de gas;
  • purificar mezclas de componentes tóxicos;
  • crear una fase mixta de líquido absorbente y gas disuelto.

Absorción inversa

La absorción inversa (regeneración) es un proceso de inverso a la absorción. Permite recuperar el gas disuelto y regenerar el líquido absorbente. El gas se aísla vía:

  • evaporación;
  • degasificación;
  • soplado del líquido absorbente por vapor de agua sobrecalentado (método de destilación).

El aparato que separa las mezclas de gas vía absorción selectiva está compuesto por un absorbedor y un regenerador. En la salida del aparato se obtiene el gas, un resto de la mezcla de gas y el absorbente regenerado. El absorbente regenerado se utiliza múltiples veces.

El aparato que separa la mezcla de gas por vía de absorción
El aparato que separa la mezcla de gas por vía de absorción
Bloque de absorción de funcionamiento continuo utilizado para la separación de las mezclas de gas
Bloque de absorción de funcionamiento continuo utilizado para la separación de las mezclas de gas

Como absorbedores se utilizan:

  • torres de lecho fijo;
  • torres rectificadoras de discos;
  • torres lavadoras de gas;
  • lavadores Venturi.

El gas a purificar y el líquido de absorción entran en el bloque de funcionamiento continuo en contracorriente. El gas entra por la parte inferior de la torre de absorción, y el líquido de absorción entra por encima. Dentro del bloque de absorción se crean unas condiciones favorables (una temperatura baja y una presión alta). De la parte superior de la torre sale el componente de gas insoluble purificado. El absorbente saturado por gas se acumula en la parte inferior de la torre y entra de allí a la parte superior de la torre de regeneración. Fluyendo para abajo el gas se calienta y pierde la presión, reduciendo la capacidad de absorción de líquido. La mayor parte de gas disuelto sale en el curso de su recorrido para abajo, pasando por los lechos filtrantes en forma de burbujas. Después el gas disuelto abandona el regenerador por la parte superior de la torre en forma del componente soluble de gas purificado. El líquido absorbente se acumula en la parte inferior del regenerador y se dirige de nuevo al absorbedor. Allá se enfría y se bombea a la parte superior del absorbedor.

Purificación de gas por adsorción

La adsorción es el proceso de asociación de las moléculas de gas sobre la superficie de sustancias sólidas tensoactivas. El fenómeno de adsorción selectiva consiste en la retención sobre la superficie de una sustancia sólida en contacto con una mezcla de gas de las moléculas de uno de los componentes de gas.

Adsorción selectiva
Adsorción selectiva

Este método se aplica, cuando es necesario eliminar de gas micropartículas tóxicas (peligrosas o de olor malo). Debido al alto precio de regeneración de adsorbente la adsorción selectiva se utiliza sólo en casos especiales:

  • para secado de aire y otros gases;
  • para separación de mezclas de gas orgánicas;
  • para eliminación de sustancias olorosas y peligrosas del aire utilizado.

El volumen de sustancia adsorbida se determina por la temperatura y la presión (la adsorción máxima se desarrolla bajo una temperatura baja y una presión alta). En condiciones desfavorables el proceso puede invertirse, es decir, tendrá lugar la separación de la sustancia adsorbida (desorbción).

Aparatos de adsorción

El proceso de adsorción puede ser dividido en dos etapas, que pueden desarrollarse paralelamente o consecutivamente.

  • adsorción de componente a separar;
  • regeneración de adsorbente
Adsorción en planta adsorbedora
Adsorción en planta adsorbedora

Regeneración en planta adsorbedora
Regeneración en planta adsorbedora

El adsorbedor con lecho fijo es un tanque llenado por adsorbente. El tanque está dotado de tubos de entrada y salida, un condensador y un generador de vapor sobrecalentado.

En el proceso de adsorción el gas a purificar se encuentra bajo presión alta. El adsorbente adsorbe el componente de gas separado. El gas restante pasa por el lecho fijo del adsorbedor y se purifica. En un momento determinado la capacidad adsorbente del adsorbedor se agota. Desde este momento empieza el proceso de regeneración del adsorbente. Se pone en marcha el generador de vapor y se abre una válvula de evacuación de vapor sobrecalentado. El vapor empieza a subirse para arriba y calentar al adsorbente. Como resultado el adsorbente libera el gas adsorbido y se regenera. La mezcla de vapor sobrecalentado y gas se evacua a un condensador, donde el vapor se condensa. El componente gaseoso restante sale del adsorbedor para someterse al tratamiento futuro.

En las instalaciones de adsorción compuestas por dos adsorbedores dichos adsorbedores se alternan entre sí. La ventaja de un aparato de dos cámaras consiste en la posibilidad de organizar un ciclo de funcionamiento continuo.

Diseño de adsorbedor de dos cámaras
Diseño de adsorbedor de dos cámaras

Purificación catalítica de gases

La purificación catalítica de gases consiste en el uso de reacciones químicas y catalizadores que convierten los compuestos tóxicos y peligrosos en inocuos. Los catalizadores son unos agentes químicos intermedios que aceleran las reacciones químicas. Terminado el proceso químico, los catalizadores vuelven a su estado inicial. Uno de los ejemplos de purificación catalítica de gas es la transformación del peligroso óxido de carbono CO en el dióxido de carbono CO2 neutro vía una reacción química con uso de óxido de cromo.

Reactores catalíticos

La purificación de gases por el método catalítico suele realizarse en reactores catalíticos, en los que el catalizador forma un lecho fijo de sustancia granular friable.

Proceso de purificación de gas en reactor con lecho fijo de catalizador
Proceso de purificación de gas en reactor con lecho fijo de catalizador

El gas con los componentes dañinos atraviesa el lecho de catalizador. Mientras se filtra por dicho lecho, las sustancias peligrosas se transforman en inocuas. Dependiendo del tipo de sustancia, la temperatura dentro del reactor varía de 200 a 400ºC.

En el proceso de reacción catalítica se genera calor. Para regular el régimen térmico el aparato se dota de un sistema de tubos de calentar y enfriar. Para eliminar las impurezas el reactor catalítico se conecta un adsorbedor.

Existen los siguientes tipos de reactores catalíticos:

  • reactores de lecho fijo;
  • reactores de lecho seudofluidificado;
  • hornos tubulares de contacto.

Purificación de aire utilizado y reciclaje de gases de escape

Un método universal de purificación de gases de componentes orgánicos combustibles es su incineración.

En el proceso de incineración el aire contaminado por componentes peligrosos se bombea en un horno y se calienta hasta que las sustancias orgánicas se quemen. En el curso de la combustión se aíslan:

  • el dióxido de carbono СО2 y el agua Н2О (grandes volúmenes);
  • el anhídrido sulfuroso SO2, el óxido de nitrógeno NO, el cloruro de hidrógeno HCL (en bajas cantidades, se separan uno tras otro en el aparato de purificación de humos).
Horno para combustión de aire utilizado
Horno para combustión de aire utilizado

La temperatura en el horno se aumenta por cuenta de combustión de material carburante. El gas contaminado se precalienta y entra en el armazón del horno. De ahí pasa a la cámara de combustión, en la que se queman las sustancias peligrosas que forman parte del gas. La temperatura en la cámara de combustión puede variar de 650 a 800ºC. Los productos de combustión gaseosos pasan por el calentador de aire utilizado y se evacuan del horno.

El método de incineración directa por llama abierta de quemadores antorcha se utiliza para el reciclaje de gases combustibles y vapores de flujos no homogéneos de gases de escape. En la industria de petróleo este método se utiliza para la eliminación de los hidrocarburos. Este método de incineración da como resultado el agua H2O y el dióxido de carbono CO2. La minimización de la formación de negro en el proceso de combustión se alcanza por cuenta de contacto de vapor de agua con la llama.

Quemador antorcha
Quemador antorcha

Equipamiento para purificación por vía húmeda

El diseño de los aparatos de purificación por vía húmeda puede ser muy variado. Los desempolvadores húmedos, en los cuales el flujo de gas se choca contra una capa superior del líquido y se fracciona en chorros, hilos y gotas, se clasifican como aparatos de impacto e inercia.

Lavadores

Los lavadores Venturi, muy comunes en la industria química, sirven, sobre todo, para la purificación de gases industriales de polvo altamente disperso.

Muestran su mayor eficiencia en la fabricación moderna de abonos minerales. En particular, son parte de equipamiento principal de las líneas tecnológicas integrales de producción de abono mineral granulado altamente concentrado de nitrógeno y fósforo, llamado ammofos. La capacidad de una línea de este tipo es de 750 a 800 toneladas al año.

En los aparatos de este tipo el gas se libera de amoniaco (que se separa por la pulpa de nitrógeno y fósforo ácida) y compuestos de flúor.

Para realizar una purificación integral de gases de sus componentes y partículas de polvo fue creado un lavador hueco rápido con separador de gotas centrífugo de batería (véase la figura). Este aparato es una torre hueca irrigada con un desempolvador de batería con generadores de vórtices cónicos en la parte superior. Este elemento separa las gotas del líquido de lavado que salen del aparato de purificación con el flujo de gas purificado. La torre se irriga por tres niveles de pulverizadores con boquillas pulverizadoras. Las boquillas tienen la orientación siguiente: las de nivel superior miran para abajo, las de niveles medio e inferior miran para arriba. Para impedir la formación de sedimentos sólidos de distinto tipo sobre los elementos del separador de gotas, al aparato lo dotan de un colector de lavado hidráulico que se conecta, cuando la planta de purificación de gas se para.

Separador de gotas centrífugo
Separador de gotas centrífugo

Los lavadores huecos de pulverizadores se utilizan sobre todo para el enfriamiento, la humectación y la purificación (preliminar) de gases, cuya temperatura supera 200 ºC. Para el transporte y la purificación de los gases tecnológicos de escape que llevan partículas líquidas y sólidas de un tamaño superior a 2 o 3 µm se utilizan los lavadores eyectores. Este tipo de aparatos carece de dispositivos de tiro forzado y elementos rotatorios. Por eso se utilizan mucho en las plantas que procesan medios tóxicos, explosivos y corrosivos. Su capacidad equivale a 120-140 miles de metros cúbicos de gas por hora.

Las desventajas de los lavadores desempolvadores son:

  • El proceso de purificación por vía húmeda resulta mucho más caro que el de purificación por vía seca. Se debe al hecho de que las partículas de polvo se precipitan en forma de lodo. Como resultado surge la necesidad de depuración de las aguas residuales.
  • Altas pérdidas de líquido.
  • El equipamiento frecuentemente se cubre por polvo.
  • Alta probabilidad de corrosión.

Absorbedores

Los absorbedores sirven perfectamente para purificar el aire de vapores de distintos líquidos y sustancias, en particular, de metanol, caprolactam y dimetilformida.

El absorbedor es un aparato dotado de un armazón cilíndrico soldado vertical, dentro del cual se ubican concéntricamente tres discos de malla con cabeza esférica. Por debajo de cada uno de estos discos se encuentran otros discos de película que sirven también para distribuir el líquido de irrigación (se realiza desde abajo) de la cabeza móvil situada sobre los discos de malla. El líquido dentro de los discos de película se distribuye por boquillas dotadas de ranura anular horizontal.

El absorbedor funciona de la manera siguiente: el aire purificado entra en la parte inferior del aparato, atraviesa todos los discos (de película y de malla) y hace moverse la cabeza esférica, evacuándose después a la atmósfera por una boquilla en la parte superior. El absorbedor garantiza una dispersión fina del líquido de irrigación (fraccionamiento). Paralelamente, dentro del cubo de absorbedor se forman disoluciones concentradas de productos separados. Posteriormente se regeneran y vuelven a utilizarse en el proceso industrial.

Rotoclones (en desuso)

Los rotoclones son capaces de separar partículas de polvo de un tamaño de 2 a 3 µm, cuando su contenido en el gas supera un 90%. En los aparatos de este tipo el gas contacta con el líquido, golpeándose contra su superficie. Después la mezcla de líquido y gas pasa por un canal perfilado, llamado impulsor, en el que las partículas de polvo se precipitan bajo el efecto de las fuerzas centrífugas sobre las gotas de líquido. La ventaja principal de cualquier rotoclón consiste en un consumo de líquido reducido. La capacidad de este aparato equivale a 2,5-90 miles de metros cúbicos de gas por hora.

Equipamiento para purificación de gas por vía seca

El equipamiento para la purificación de gas por vía seca incluye ciclones, multi-ciclones y aspiradores de humo - desempolvadores.

Ciclones

Esos aparatos se utilizan ampliamente en distintas ramas de la industria nacional.

La separación por ciclones puede ser vista como la primera etapa de purificación, anterior a la filtración por los filtros de tela y filtros húmedos, o como un proceso independiente. Los separadores ciclónicos son capaces de separar partículas de polvo de dispersidad media o bastante gruesa, de un tamaño superior a 10 micrones. La eficiencia de separación depende directamente del tipo de ciclón y varía de 80 a 98%, la temperatura de separación puede alcanzar 400 ºC y la resistencia hidráulica varía de 0,8 a 2 kPa.

Para la purificación de volúmenes de gas muy importantes se utilizan los ciclones de flujo unidireccional. Esos aparatos tienen una serie de ventajas ante otros tipos de separadores de polvo: son simples en fabricación, tienen una resistencia hidráulica muy baja, son muy fiables y requieren unos gastos mínimos en operación. Para aumentar el rendimiento de separación al flujo de gas contaminado con polvo lo hacen pasar cuanto más cerca posible a la pared del aparato.

Para aumentar el rendimiento de separación en el aparato también se instalan separadores de polvo intermedios.

Para mejorar la separación de polvo aglutinado vía aumento de las fuerzas centrífugas al ciclón de flujo unidireccional lo dotan de un eyector (véase la figura) instalado dentro de un carenado.

Ciclón para la separación de polvos aglutinantes
Ciclón para la separación de polvos aglutinantes

El eyector tiene una cámara de presión baja y una cámara de presión alta. La primera de las dos se conecta por unos tubos radiales con una cámara de polvo, la segunda se conecta por una ranura anular con la cámara de separación. La ranura anular se dota de paletas guía que hacen al gas a desplazarse en sentido tangencial. Ante el tubo de salida se instalan anillos cónicos, cuyo tamaño va disminuyéndose poco a poco con avance del gas.

El ciclón funciona de manera siguiente: un generador de vórtices hace girarse el gas contaminado por polvo. El polvo se separa y se transporta por el gas hacia las paredes de la cámara. Después las partículas de polvo asentadas sobre las paredes de la cámara caen para abajo y entran por unas holguras entre anillos cónicos de distinto diámetro en la zona de decantación. Bajo el efecto de rarefacción creada por un eyector parte de gas con partículas de polvo penetra por las mismas holguras, llevando las partículas de polvo en la zona de decantación. La velocidad de gas dentro de la ranura anular y las holguras entre los anillos cónicos se regula por el volumen de gas que entra en el eyector por un tubo.

Multi-ciclónes

La tarea principal de los multi-ciclones consiste en realizar una purificación de gas por vía seca de las partículas de polvo de un tamaño de 5 a 10 micrones. Estos ciclones están compuestos por múltiples elementos ciclónicos de diámetro reducido que funcionan en paralelo y se encuentran dentro de un armazón. El diámetro de los elementos ciclónicos más comunes varía de 150 a 250 mm.

Filtros de mangas

Los filtros de mangas son unos de los dispositivos de purificación de emisiones de gas industriales más eficientes.

Los filtros de mangas modernos se dotan de bolsas de tela resistente al desgaste y los efectos térmicos.

Por su diseño los filtros de mangas están compuestos por un armazón que lleva mangas de tela. Los extremos superiores de las mangas están dotados de tapas y se cuelgan de un bastidor común. Los extremos inferiores de las mangas están abiertas y se fijan en los conductos de una placa de tubos común. El gas contaminado atraviesa la tela de las mangas desde adentro para fuera. Las partículas de polvo se precipitan en los poros de la tela y el gas purificado se evacua por un tubo de escape.

Precipitadores electroestáticos. Purificación de gases en el campo electroestático

El método de precipitación electroestática permite alcanzar un alto grado de purificación de gas de partículas muy pequeñas. Para ello en aparatos especiales se crea un campo eléctrico, en el que las moléculas de gas se ionizan por una descarga eléctrica, lo que da como resultado la precipitación de la fase sólida.

Si el gas contiene cargas libres (electrones e iones), es posible hacerlo pasar entre dos electrodos que generan un campo eléctrico constante. Dentro de este campo las cargas libres se desplazan a lo largo de las líneas de fuerza. Su velocidad y energía cinética dependen de la tensión del campo eléctrico.

Cuando la diferencia de potencial alcanza varias decenas de kW, los iones y los electrones adquieren suficientes energía cinética y velocidad para desintegrar las moléculas de gas en iones y electrones libres. Las nuevas cargas, a su vez, también se chocarán contra las moléculas neutras, ionizándolas. La ionización de gas seguirá hasta que no se quede moléculas de gas neutras. Este fenómeno lleva el nombre de la ionización de impacto.

Si aumentamos la tensión del campo, puede causar un cortocircuito de electrodos. Por eso en los aparatos de purificación un electrodo tiene forma de alambre y el otro es una placa situada cerca del alambre o un tubo, que envuelve el alambre. Eso permite crear un campo eléctrico no homogéneo.

A lo largo del alambre la tensión del campo es máxima. Va disminuyéndose en sentido del alambre al tubo o placa. Allá la tensión es insuficiente para causar un cortocircuito.

Entre los electrodos que crean la tensión del campo para una ionización completa de gas se forma una descarga de corona, que se manifiesta en forma de una corona luminiscente a lo largo del alambre. Gracias a ello al alambre lo llaman electrodo de descarga. Otro electrodo, que tiene la forma de un tubo o una placa, se llama electrodo colector.

Los electrodos de descarga se conectan con el polo negativo de la fuente de electricidad. Los electrodos colectores se conectan con el polo positivo. En unas condiciones así, existe la posibilidad de crear una tensión de campo más alta sin correr el riesgo de un cortocircuito.

El electrodo de descarga atrae los iones positivos y los neutraliza. El electrodo colector atrae los iones negativos y los electrones libres y los neutraliza también. En su recorrido hacia el electrodo colector los iones se chocan contra las partículas de polvo y líquido en suspensión, les pasan su carga negativa y las llevan consigo. Gracias a ello, las partículas de polvo se precipitan sobre la placa o el tubo. Una pequeña parte de la fase sólida se choca contra los iones positivos, se carga de ellos y se dirige hacia el electrodo de descarga, precipitándose sobre su superficie.

La eficiencia de la purificación de gases por el precipitador electroestático depende, sobre todo, de la conductividad eléctrica de las partículas de polvo y de su capacidad de adhesión. En el caso de tener las partículas una conductividad eléctrica alta y una capacidad de adhesión baja, al entrar en contacto con el electrodo las partículas le pasan su carga y reciben la carga del electrodo, volviéndose en el flujo de gas contaminado por polvo. Eso reduce el grado de purificación.

Si las partículas tienen una conductividad eléctrica baja y una capacidad de adhesión alta, crean sobre el electrodo una capa gruesa de iones negativos que actúan contra el campo eléctrico. El aumento del grosor de esta capa aumenta la tensión en sus poros hasta la crítica. Como resultado, se forma una descarga corona en el gas a lo largo del electrodo colector, lo que se llama el efecto de corona inversa. Eso también afecta la eficiencia de purificación de gas. Para prevenir este efecto es necesario limpiar a tiempo los electrodos del polvo precipitado.

Una concentración alta de partículas de polvo puede dar como resultado una reducción de voltaje hasta cero. Este fenómeno lleva el nombre de cierre de corona. Se debe al hecho de que en esas condiciones la corriente se transporta solo por las partículas de polvo cargadas, que se desplazan a una velocidad mucho menor que los iones. Por eso los gases altamente contaminados por polvo se someten a una purificación preliminar por otros métodos para reducir la concentración de la fase sólida o se frenan en la entrada en el precipitador electroestático para reducir la carga que resiste.

En el caso de funcionamiento del precipitador electroestático bajo condiciones normales, la eficiencia de purificación de gas depende de muchos factores. Entre otros, son: las propiedades de gas (su composición química, temperatura y humedad); las propiedades de polvo (su composición, sus propiedades eléctricas, su dispersidad); la concentración de polvo; la velocidad del gas, la estructura del precipitador electroestático y otros.

Es imposible tomar en consideración todos los factores en el curso de cálculos. Por eso la eficiencia de purificación de gas se determina de manera experimental.

Precipitadores electroestáticos de tubos y de placas

Según la forma de electrodos los precipitadores electroestáticos se clasifican en tubulares y de placas. Además, según el tipo de partículas eliminadas, los aparatos se clasifican en secos y húmedos. En los precipitadores electroestáticos húmedos del gas se separan el polvo húmedo, así como las gotas de líquido en suspensión.

Véase el esquema de un precipitador electroestático tubular en la figura A. El aparato lleva electrodos colectores en forma de tubos de un diámetro de 0,15 a 0,3 metros y una longitud de 3 a 4 metros. Los electrodos de descarga tienen forma de alambre de un diámetro de 1,5 a 2 mm, siguen el eje de los tubos y se cuelgan de un bastidor. El bastidor se apoya de aisladores.

En la parte inferior del armazón del precipitador electroestático se encuentra una boquilla, por la que entra el gas a filtrar que sigue su recorrido por los tubos. Las partículas de polvo se precipitan sobre las paredes de los tubos, y el gas purificado se evacua del armazón por una boquilla en la parte superior.

Para eliminar el polvo precipitado en los precipitadores electroestáticos se utiliza un dispositivo especial que sacude los electrodos con cierta periodicidad. En los filtros húmedos para la eliminación del polvo las superficies internas de los electrodos se lavan con cierta periodicidad o de manera continua por el agua.

Precipitador electroestático tubular
Precipitador electroestático tubular

Precipitador electroestático de placas
Precipitador electroestático de placas

El precipitador electroestático de placas tiene un diseño similar. La única diferencia importante de los aparatos tubulares consiste en que en los precipitadores electroestáticos de placas los electrodos colectores tienen una forma de placas rectangulares o mallas tendidas sobre un marco y no de tubos.

Los precipitadores electroestáticos de placas son más compactos y se caracterizan por una eliminación de partículas sólidas precipitadas más fácil. La ventaja de los precipitadores electroestáticos tubulares consiste en que los electrodos tubulares generan un campo eléctrico de mayor tensión, aumentando el rendimiento y la eficiencia de separación de polvo difícil de separar y nieblas.

La mayoría de los precipitadores electroestáticos son de placas. Esos filtros están compuestos por un número de placas paralelas que funcionan como electrodos colectores. Entre las placas se ubican unos electrodos de descarga en forma de alambre. El gas sujeto a la purificación pasa por las holguras entre las placas y a lo largo de los electrodos de descarga. Las partículas se cargan y se quedan sobre las placas del aparato.

Precipitador electroestático de placas
Precipitador electroestático de placas

Estos aparatos permiten eliminar las partículas de polvo, cuyo tamaño varía de 0,001 a 10 µm.

Habitualmente, los precipitadores electroestáticos se caracterizan por un consumo de energía eléctrica bajo (0,2-0,3 kWh por 1000 m3 de gas), a pesar de que necesitan para su funcionamiento una tensión de corriente continua alta (40-75 kV). La resistencia hidráulica de los precipitadores electroestáticos es relativamente baja en comparación con otros aparatos y equivale a 150-200 Pa. El grado de purificación de gas alcanza un 95-99%

Asimismo se caracterizan por un precio bastante alto y una explotación complicada. Este tipo de aparatos no se utiliza para la purificación de gases que contienen partículas de una resistencia eléctrica reducida.

Sistemas de gas. Propiedades físicas (teoría)

  • El polvo es una mezcla heterogénea de partículas sólidas de un diámetro de 5 a 500 µm en suspensión en el aire
  • El humo es un sistema compuesto por partículas de un diámetro de 0,1 a 5 µm que se forman como resultado de reacciones químicas, en particular, de la combustión.
  • La niebla es una mezcla de gotas de agua de un tamaño de 0,3 a 4 µm que se forman como resultado de condensación de vapor o pulverización de líquido en medio gaseoso.
  • El aerosol es un sistema formado por un medio dispersante gaseoso y fase dispersa. La fase dispersa está compuesta por partículas sólidas o líquidas de un tamaño de 0,1-1,0 µm.

El proceso de separación de sistema no homogéneo depende de las propiedades de todos los componentes involucrados y su interacción entre sí. En los sistemas bifásicos el componente principal es la fase sólida. Por eso la selección del método de separación de tal sistema y del equipamiento necesario depende de las propiedades de las partículas sólidas integrantes.

Filtros

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