Avances de sistemas de captación de partículas: sedimentadores por gravedad

Principalmente este trabajo fue elaborado con el propósito de informar al lector sobre las generalidades que conlleva el diseño y construcción de diversos equipos para el control de gases, en este caso "Lecho de Adsorción" de modo que sea posible contemplar a simple vista los aspectos más relevantes que tengan que ver con dicho equipo. Cabe mencionar que este trabajo no es una investigación exhaustiva que pretende dar a conocer nuevos conocimientos, es un trabajo de recopilación de información bibliográfica cuya finalidad es informar de manera sencilla, comprensible y didáctica acerca del tema antes mencionado.

OBJETIVO ESPECIFICOS

Establecer criterios para el diseño de las unidades de y las condiciones que se usaran en la construcción del un Lecho de adsorción.

Realizar los cálculos suponiendo algunos de los datos obtenidos en prácticas pasadas.

Aprender a diseñar y construir el equipo necesario para el control de partículas, provenientes de una chimenea improvisada.

1. SISTEMAS DE ELIMINACIÓN DE GASES

En función del proceso físico-químico utilizado para la separación se pueden clasificar en 4 tipos:

Absorción

Adsorción

Reducción

Combustión

1.1. PROCESOS DE ADSORCIÓN

Estos procesos emplean un sólido con elevada capacidad de adsorción para retener selectivamente los compuestos que se desean eliminar. Suelen ser sustancias con elevada superficie específica (carbón activo, alúmina,…), o bien basan su capacidad de retención de sustancias en la forma y tamaño de sus poros como es el caso de las zeolitas.

La adsorción con carbón activo en incineradoras se aplica fundamentalmente para eliminar compuestos orgánicos, pudiendo reducirse la emisión de dioxinas y furanos por debajo del límite indicado de 0.1 ng/Nm3 de la propuesta de directiva del Consejo relativa a la incineración de RP. Hay tres procesos de adsorción diferentes aplicables a la eliminación de compuestos orgánicos en una planta de incineración:

Adsorbedor a contracorriente.

Aquí el carbón activo se dispone en un lecho fijo y el contacto sucede en contracorriente entre el carbón activo y el flujo de gas. Cuando el sólido se sature del gas absorbido hay que sustituir o regenerarlo. Algunas referencias sobre incineración de residuos sólidos urbanos indican rendimientos de eliminación de dioxinas para estos sistemas mayores del 98%.

Reactor de transporte.

Este sistema utiliza una mezcla de carbón activo y caliza, la cual se inyecta al gas. Se transporta a una T de 100-120ºC. Las dioxinas se absorben sobre el carbón activo en su camino hasta el filtro de mangas, donde se retienen junto al carbón.

Lecho fluido circulante

Este sistema es intermedio entre el lecho fijo y el reactor de transporte. El gas se introduce en un lugar y se mezcla con carbón activo y material inerte (tierra, caliza, etc.) similar al del reactor de transporte, pero con una mayor concentración de carbón activo. Igual que en los reactores de transporte, la separación de los contaminantes del flujo gaseoso se realiza junto con el carbón activo mediante un filtro de mangas.

1.1. FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO

En este tipo de procesos se hace circular en contracorriente con el gas un líquido capaz de disolver el agente que se desea separar o de reaccionar con él. La transferencia de materia gas líquido se puede hacer de distintas formas con diferentes tipos de absorbedores.

El gas con impurezas entra en la parte inferior y el gas limpio sale por la parte superior de la torre. El líquido limpio entra por la parte inferior de la torre y se extrae por la parte inferior. El gas limpio se descarga a la atmosfera a través de una chimenea. El líquido que sale del absorbedor se puede separar el gas contaminante, y recircularlo, o si no se le pasa adelante para un tratamiento residual adicional o para usarlo en el proceso. El material de empaque se diseña para aumentar el área superficial de la película del líquido; por lo tanto, se dispone de una variedad de perfiles geométrico, cada una con un área superficial única y su correspondiente caída de presión del gas.

Físicamente la absorción de un gas contaminante de una corriente de gas en movimiento a una corriente adecuada del líquido es muy compleja. Básicamente el proceso de transferencia dentro de cada corriente de fluido se realiza por dos mecanismos. Las especies contaminantes se transfieren desde el volumen de la corriente de gas hacia la interface entre el líquido y el gas por movimientos turbulentos de contraflujo. No obstante dentro de la interface, el movimiento del fluido es esencialmente laminar y el contaminante se verá obligado a recorrer la distancia restante por difusión molecular. El proceso se invierte en el lado líquido de la interface. Después de la absorción en la interface, la especie se difunde hacia afuera en dirección al volumen principal de la corriente del liquido.