Métodos Efectivos para el Control de Emisiones de Partículas

Métodos de Depuración de Emisiones de Partículas

Filtración

Método clásico de depuración. Se utiliza un filtro, un material poroso compatible con el gas, que retiene las partículas al atravesarlo.

• Filtro de papel: para bajas temperaturas y baja concentración (para aire limpio).
• Filtro de material fibroso: fibra natural o sintética en placas soporte. Diverso material según condiciones de trabajo.
• Filtros de tela o filtros de mangas: bolsas cilíndricas colgadas en hilera de diámetro entre 10 y 25 cm y altura menor a 6 m, introducidas en una cámara y colector inferior. La corriente gaseosa entra por abajo y al pasar a través de la bolsa retiene las partículas. Eficiencia del 99% para partículas con diámetro mayor a 0,5 μm y muy alta si el diámetro es mayor a 0,01 μm. Permite tratar gran volumen de gas con alta concentración de partículas. Al acumularse el polvo retenido, aumenta la pérdida de carga, por lo que es necesaria una limpieza mediante sacudida mecánica o aire a contracorriente.

Limitaciones del filtro de mangas

• Tamaño de partícula hasta 0,01 μm.
• Temperatura del gas permitida entre 200 y 300ºC (depende del material del filtro).
• Gas húmedo: las partículas quedan adheridas, disminuyendo el rendimiento de la separación.
• No apto para materiales combustibles.

Ventajas y Desventajas de la Filtración

Ventajas:

• Buen rendimiento a bajo tamaño de partícula.
• Flexibilidad de elección de tejido.
• Posibilidad de recuperación de material seco.
• Operación sencilla.

Desventajas:

• Necesidad de enfriamiento de los gases.
• Vulnerabilidad de tejidos a ataques químicos.
• Imposibilidad de empleo de materiales higroscópicos.
• Necesaria limpieza frecuente.

Lavadores y Absorbedores Húmedos

Útiles para partículas húmedas, corrosivas o calientes (cuando no es adecuado el uso de filtros). Objetivo: transferir las partículas del gas al líquido absorbedor (agua o soluciones adecuadas). Gas y líquido a contracorriente. Con frecuencia el líquido se recircula. Adecuado para emisiones inorgánicas de gas (Cl₂, PCl₃, SO₂) y partículas. Requiere predepuración (poco eficaz si hay alta concentración de partículas). Debe evitarse que el líquido lavador pase a vapor.

Aplicaciones:

• Desulfuración en centrales térmicas.
• Limpieza de cenizas volantes en centrales térmicas.
• Limpieza de polvo en la industria metalúrgica.
• Industria química.

Tipos de Lavadores

• Torre de platos: placas agujereadas. Requieren bajo caudal de agua. Altas necesidades energéticas (alta pérdida de carga).
• Torre de relleno: sólidos de diferente material, tamaño y superficie. Altos costes de operación y mantenimiento.
• Torre de pulverización: el líquido se pulveriza con boquillas y se rocía sobre el gas de entrada que se eleva. Necesita cantidad importante de líquido. Pérdida de carga muy baja. Necesidades energéticas bajas.
• Lavadores tipo Venturi: el líquido se añade en el estrechamiento, aumentando la velocidad, mejorando la dispersión y el contacto entre ellas. La eficacia se mide por la energía consumida. Necesidad de energía alta si el tamaño de partícula es bajo y se requiere alta eficacia. Útil para partículas de diámetro mayor a 2 μm.

Ventajas y Desventajas de los Lavadores Húmedos

Ventajas:

• Se emplea para gases y partículas.
• Se adecua a concentración variable.
• Seguro para sustancias inflamables.
• Coste moderado.

Desventajas:

• Generan lodos que es necesario tratar.
• Puede producir problemas de corrosión.
• Problemas de congelación en zonas frías.
• Exige buena dispersión del líquido.

Precipitadores Electrostáticos

Con descarga eléctrica de alto voltaje se cargan las partículas. Dicha partícula cargada migra al electrodo colector de signo opuesto y queda adherida. El material es retirado por impulsos o con un líquido que arrastra.

Factores que influyen en el rendimiento

• Propiedades del gas: composición, viscosidad, temperatura, densidad.
• Propiedades de las partículas: forma, tamaño, composición, concentración, resistividad.
• Electrodo receptor y de descarga: perfil, espaciado, irregularidad, mecanismo de limpieza.
• Características del campo eléctrico: fuerza del campo, polaridad, tamaño del precipitador, rectificador.

Ventajas y Desventajas de los Precipitadores Electrostáticos

Ventajas:

• Permite tratar altos volúmenes de aire con baja concentración de partículas.
• Pueden trabajar largos periodos de tiempo, y no se detiene en la limpieza.
• Puede operar con gases a temperaturas relativamente altas.
• Se adapta a cualquier condición si se elige cuidadosamente el material.
• Eficacia bastante alta.

Desventajas:

• Alto coste de instalación.
• Sensibilidad a variaciones de flujo y carga.
• Empleo de corrientes de alto voltaje.

Criterios de Selección de los Equipos de Control de Partículas

• Ciclones: se utilizan si es polvo grueso, a concentración bastante alta y no se requiere alta eficacia. Se desea clasificación de las partículas.
• Lavadores húmedos: se utilizan si es necesario eliminar partículas y contaminantes gaseosos con alta eficacia. Si son gases combustibles, es deseable enfriar y que la humedad no perjudique.
• Filtros de tela: se utilizan si se requieren eficacias muy altas y volúmenes bajos de gases a baja temperatura. Se trata de material seco de gran valor y gas por encima del punto de rocío.
• Precipitadores electrostáticos: se usan cuando se requieren eficacias muy altas para recuperación o eliminación de polvos finos. Se deben manejar altos volúmenes de gases.