Precipitadores electrostaticos

INGENIERIA AMBIENTAL PRECIPITADORES ELECTROSTATICOS

INTEGRANTES:

Bugarín, Maximiliano Haysler, Mirian

INTRODUCCIÓN

El precipitador electrostático, es un equipo eléctrico desarrollado industrialmente a partir de 1906 utilizado para eliminar impurezas como polvo, humo o vapor que se encuentran suspendidas suspendidas en el aire o en otros gases.

INTRODUCCIÓN

El precipitador electrostático, es un equipo eléctrico desarrollado industrialmente a partir de 1906 utilizado para eliminar impurezas como polvo, humo o vapor que se encuentran suspendidas suspendidas en el aire o en otros gases.

INTRODUCCIÓN

Los Precipitadores Electroestátic E lectroestáticos os tienen alto rendimiento, oscila entre un 95 % a un 99 %. Consiguen reducir reducir las emisiones de partículas de 50 gr / N m3 a 5 gr / N m3. Logran retenciones retenciones de partículas que van de 0,01 a 10 . Son los más aptos para el filtrado de partículas en instalaciones que operan a temperaturas superiores a los 200 ºC.

TIPOS DE PRECIPITADORES: De placa-alambre: Consta de placas paralelas y alambres entre las placas. Esta disposición permite muchas líneas de flujo operando en paralelo, y a su vez pueden ser muy altas, lo que permite a este tipo de precipitador tratar grandes volúmenes de flujo. De placas planas: En este tipo de precipitadores electrostáticos, de menor tamaño, se sustituyen los alambres por placas planas para los electrodos de alto voltaje. Esto incrementa el campo eléctrico promedio usado para recolectar partículas y proporciona una mayor área superficial. , siendo especialmente útiles para la recolección de material con gran resistividad.

TIPOS DE PRECIPITADORES:

Tubulares: Los precipitadores tubulares tienen forma de tubo, o tubos en paralelo con forma de panal, con el electrodo de alto voltaje en forma de alambres. Normalmente son lavados con agua, por lo que son más utilizados con particulados húmedos o pegajosos.

EJEMPLO DE APLICACIÓN: En una central térmica alimentada con carbón, el proceso de combustión se realiza en la caldera, donde la capacidad calorífica del combustible se libera generando calor. La mayor parte de las centrales termoeléctricas utilizan el calor para producir vapor de agua a alta temperatura y presión. Este fluido operante produce el accionamiento de las turbinas que, a su vez mueven los generadores produciendo corriente eléctrica.

EJEMPLO DE APLICACIÓN: Todo el proceso de combustión produce un impacto ambiental, y en particular el de los carbones con la producción de residuos sólidos. Estos problemas provocan riesgo de emisiones fugitivas de partículas hacia la atmósfera y la contaminación del terreno y de las aguas subterráneas por un proceso de lavado que realiza el agua que se infiltra en el suelo llamado lixiviación. En función de la tecnología de combustión del carbón empleada, se da particular importancia a las cenizas volantes que por si solas constituyen el mayor porcentaje, aproximadamente el 80%, de los residuos originados a partir del carbón pulverizado.

EJEMPLO DE APLICACIÓN:

DESCRIPCION DEL FENOMENO FISICO

Se aplica un alto voltaje (45.000 a 70.000 V) a un alambre ubicado en el centro del precipitador. La pared externa del precipitador se conecta a tierra a potencial cero. El electrodo de descarga mantiene un potencial negativo respecto del electrodo colector y así el campo eléctrico está dirigido hacia el alambre.



El campo eléctrico cerca del alambre alcanza valores suficientemente altos como para provocar la formación de electrones e iones negativos. A medida que los electrones y los iones negativos son acelerados hacia el electrodo colector por las líneas del campo eléctrico no uniforme las partículas que se encuentran suspendidas en la corriente de gas ingresante, que fluye horizontalmente y paralelo a las placas verticales, se cargan por las colisiones y la captura de iones y llegan a depositarse en la superficie de los electrodos colectores.


De este modo el gas sale del precipitador prácticamente libre de impurezas. Puesto que las partículas mayores de 10 (mu) de diámetro absorben varias veces más iones que las menores de 1 (mu) de diámetro, las fuerzas eléctricas son mucho más fuertes en las partículas mayores. A medida que las partículas comienzan a depositarse sobre la superficie colectora, el espesor de la capa de material particulado se incrementa. Como consecuencia de esto el campo eléctrico va disminuyendo por lo que es necesario golpear periódicamente las superficies colectoras, el material cae y se recoge en el fondo, en tolvas de recolección.


Las partículas se eliminan en forma eficiente del flujo de gas por medio de las fuerzas eléctricas que actúan en el precipitador. La optimización de estas fuerzas es lo que debe buscar cada planta con el objeto de lograr una baja emisión. Luego que las partículas se acumulan sobre los componentes internos del precipitador, el éxito final del sistema dependerá de la eliminación efectiva de este material.

PARTES PRINCIPALES DEL PRECIPITADOR

SISTEMA DE ELIMINACIÓN

El sistema de eliminación se compone básicamente de tres partes: Los Golpeadores. La Tolva. El Aparato de Evacuación. Existen numerosos tipos y mecanismos de golpeadores, incluyendo aquellos de impulso electromagnético, vibradores eléctricos y magnéticos y martillos mecánicos.

SISTEMA DE GOLPEADORES


Las tolvas reciben el material que se desprende por acción de los golpeadores, el que incluye la mayor parte de los depósitos de las placas colectoras. El cuerpo de los transportadores se ubica dentro de las tolvas del precipitador. Las estaciones finales y las de accionamiento se ubican fuera de ellas. Después de cada una de las cadenas transportadoras hay un alimentador rotatorio. Estos funcionan como dispositivos dosificadores y alimentan una cadena transportadora de conexión que descarga el polvo recolectado en un depósito .


El enfriamiento de cualquier depósito al fondo de la tolva también contribuye a que fluya con menos facilidad. La última fase de la eliminación del material se refiere al sistema de evacuación, que se extiende desde la brida de salida de la tolva hasta el lugar de ubicación final del material .

PRINCIPALES USOS

Los precipitadores electroestáticos son usados para eliminar la contaminación atmosférica de las chimeneas de los equipos industriales como, por ejemplo, las calderas de vapor y los hornos de cemento. Además se utilizan para recoger vapores de ácido sulfúrico y de ácido fosfórico, y para recuperar compuestos de sodio en la sosa y en molinos de pasta de sulfato.

PARAMETROS DE DISEÑO Área específica de recolección (SCA): Es el área total de la superficie de recolección dividido por el caudal volumétrico de gas a tratar, y viene expresado en (s/m). Método para la determinación del área específica de recolección: a) Determinar la eficiencia de recolección deseada: 1.

PARAMETROS DE DISEÑO ) Calcular la penetración de diseño:

b

c) Hallar la temperatura de operación en K. d) Determinar la presencia del fenómeno de corona invertida, generalmente presente para resistividades del material por encima de 2 x 1011 ohm/cm.

PARAMETROS DE DISEÑO e) Calcular el MMDi (diámetro medio de la masa de las partículas). Estimación para distintas actividades:

PARAMETROS DE DISEÑO f) Suponer un valor de escabullimiento Sn (gas que evita la zona de recolección de una sección del precipitador) y de reencauzamiento por golpeteo RR (entrada de partículas de nuevo en la corriente como consecuencia del golpeteo de limpieza). Estos factores disminuyen la eficiencia de funcionamiento.

PARAMETROS DE DISEÑO

g) Suponer valores de tamaño de partícula más penetrante (MMDp, distribución de tamaños de una zona de recolección eficiente) y tamaño de partícula recirculada por golpeteo (MMDr, distribución de tamaños del material soltado/reencauzado).


h) Usar los siguientes factores para el aire puro Permisividad del espacio libre (F/m) Viscosidad del gas (Kg/ms) Campo eléctrico al centellear (V/m)

:


Factor de pérdida (adimensional) Campo Promedio: Para precipitador de placas planas (polaridad positiva): Con corona invertida: Sin corona invertida:


Para precipitador placa-alambre: Con corona invertida: Sin corona invertida

:


i) Calcular el número de secciones "n" tal que:

j) Calcular la penetración de la sección de recolección previo cálculo de la penetración promedio de la sección:


Donde: Ps = Penetración promedio de la sección Pc = Penetración de la sección de recolección. En caso de que éste último valor sea negativo habrá que incrementar el valor de n. k) Calcular los factores de cambio de partícula D y MDDrp: Donde: RR = Fracción reencauzada


Nota: l) Realizar una tabla con el cambio de tamaños de partículas de las secciones 1 a n. m) Calcular el área específica de recolección (SCA) para cada sección:


n) Calcular el SCA total como suma del SCA de cada sección Si conocemos la velocidad de migración de las partículas entonces podremos aplicar directamente la fórmula de "Deutsch" para calcular el SCA. *Restricciones para precipitadores tubulares: Sn = 0,015 RR = 0 n=1

PARAMETROS DE DISEÑO 2. Velocidad de flujo. El área normal a la dirección del flujo debe calcularse en base a las acomodaciones internas (distancia entre placas) del precipitador, a la velocidad de flujo que se requiere y al SCA. Si la velocidad de flujo es elevada puede ocurrir el fenómeno de reencauzamiento continuo (sin necesidad de golpeteo). La velocidad de flujo que se suele usar para calcular el área de diseño de un precipitador está entre 1,5 y 1 m/s, o incluso velocidades menores cuando se trata de materiales de baja resistividad.


Donde: vgas = velocidad del gas (m/s) W = anchura de la entrada del precipitador (m) H = altura de la entrada del precipitador (m) Pérdida de presión. Éste no es un factor determinante en el diseño de los precipitadores, ya que suele ser bastante baja, en comparación con el resto del sistema asociado (conductos y sistema de recolección). Aún así, este término debe mantenerse en valores aceptables, para no incrementar los ya elevados costos de operación. 3.

Precipitadores electrostaticos

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