Métodos de recolección de polvo seco para aplicaciones industriales

Dale Price, presidente de M&P Air Components Inc. | 11 de junio de 2021

Eliminar eficazmente el polvo y los residuos del aire es una consideración fundamental para cualquier aplicación industrial. Esto se debe a que las partículas en el aire pueden representar riesgos para la salud y la seguridad del personal, degradar o dañar los equipos o el medio ambiente circundante e interferir con los procesos de producción. Este artículo explica los cuatro tipos principales de colectores de polvo secos y cómo elegir la tecnología adecuada para su aplicación.

El mejor método de recolección de polvo para su aplicación dependerá de las características de la corriente de aire, las características de los contaminantes (tamaño de partícula, humedad, etc.), factores ambientales y requisitos regulatorios y de eficiencia. A los efectos de este artículo, nos centraremos en los colectores de polvo secos, los cuatro tipos principales de colectores de polvo secos y en cómo elegir el método adecuado para su aplicación.

Los colectores de polvo seco se utilizan comúnmente en aplicaciones industriales para eliminar el polvo, el humo y los vapores de una corriente de aire contaminada mediante filtros limpiables. En general, los colectores de polvo secos se utilizan para polvo "amigable" que está libre de aceites y contiene poca humedad (tenga en cuenta que los colectores de polvo secos se pueden aplicar con éxito a corrientes de aire cargadas de alta humedad si la humedad se mantiene en fase de vapor mientras pasa a través del coleccionista).

Los colectores de polvo seco se pueden clasificar como colectores de medio seco o mecánicos secos.

* Colectores mecánicos secos: el tipo más común de colector mecánico seco es un ciclón, que a menudo se utiliza como prelimpiador para otros métodos de recolección de polvo. Como muchas aspiradoras domésticas, los recolectores de polvo ciclónicos utilizan la velocidad de rotación para generar fuerza centrífuga que separa el polvo y los desechos de la corriente de aire. El rápido movimiento circular arroja escombros a la pared del ciclón. Una vez separadas de la corriente de aire, las partículas de polvo caen en una tolva situada debajo y el aire limpio sale del ciclón.

* Colectores de medios secos: los recolectores de medios secos utilizan una variedad de medios diferentes para filtrar los contaminantes de la corriente de aire. Los tipos más comunes de recolectores de medios secos son los recolectores de polvo con cámara de bolsas y de cartucho. Los recolectores de bolsas tomarán aire sucio usando tubos largos de tela (bolsas) para capturar el polvo en el interior o exterior de las bolsas, y limpiarán periódicamente el polvo de las bolsas para capturar el polvo para su recuperación o eliminación mientras permiten que el aire limpio salga del recolector.

Los recolectores de polvo de cartucho funcionan de manera similar, pero aprovechan los cartuchos plisados ​​para capturar desechos en lugar de bolsas. Si bien se utilizan muchos medios diferentes para satisfacer los requisitos de aplicaciones específicas, las bolsas de poliéster son las más comunes para las casas de bolsas de chorro de pulso y un sustrato de medio de mezcla de celulosa combinado con un tratamiento de carga superficial es el más común para los colectores de cartucho de chorro de pulso.

Los colectores mecánicos secos (ciclón) normalmente se limitan a eliminar polvo en el rango de 5 a 10 micrones y más, mientras que los colectores de medios secos se pueden usar para una amplia gama de aplicaciones de polvo, humo y emanaciones con contaminantes submicrónicos. Los ciclones se adaptan a una amplia gama de temperaturas de las corrientes de aire, mientras que las casas de bolsas se utilizan normalmente para corrientes de aire de hasta 500 °F y los colectores de cartucho de hasta aproximadamente 275 °F.

Un colector de aire inverso es un tipo de colector de polvo con cámara de filtros de medio seco. Dentro de la unidad de recogida de polvo se cuelgan y tensan bolsas de tela. A medida que el aire sucio fluye hacia la unidad, los residuos quedan atrapados en la superficie interior de la bolsa, mientras que el aire limpio sale a través de la bolsa. La unidad se limpia a intervalos regulares o una vez que la carga de polvo de las bolsas alcanza un umbral definido.

Para limpiar las bolsas, un ventilador sopla aire limpio en dirección inversa, lo que hace que el polvo acumulado en la bolsa se rompa, se suelte de la tela y caiga en una tolva que se encuentra debajo. Debido a que el proceso de limpieza de los colectores de aire inverso debe realizarse fuera de línea, se requiere una unidad redundante para garantizar la recolección continua de polvo.

Los colectores de aire inverso se utilizan más comúnmente para aplicaciones de recolección de polvo de gran volumen y alta temperatura (es decir, plantas de energía y servicios públicos). La tecnología fue prominente a principios de los años 80, pero ha perdido parte de su atractivo debido a la adopción de tecnologías más nuevas y los costos adicionales prohibitivos de poseer y mantener unidades redundantes.

Un recolector de chorro pulsado es un recolector de medios secos que utiliza bolsas o cartuchos para recolectar el polvo y los desechos de la corriente de aire. Una diferencia clave entre los colectores de chorro de pulso y los colectores de aire inverso es que los desechos se acumulan en la superficie exterior de la bolsa o cartucho en los colectores de chorro de pulso.

Además, los colectores de chorro pulsado cuentan con sistemas de limpieza aeroeléctricos que utilizan aire comprimido para limpiar los filtros. Se impulsa aire comprimido hacia la parte superior del filtro a 80-100 psig durante 0,1 a 0,3 segundos. A medida que el aire primario ingresa al filtro, el aire secundario es inducido desde la cámara de aire limpio y se combina con el aire primario para invertir el flujo de aire en el elemento filtrante. El flujo inverso de aire forma una burbuja en la parte superior del filtro que viaja a lo largo, reestructura la torta de polvo y descarga el polvo en la tolva.

Con los colectores de chorro pulsado, la limpieza se puede realizar mientras la unidad está en línea, por lo que el sistema no requiere unidades redundantes para un funcionamiento continuo. La limpieza se puede realizar según un programa de limpieza programado o según demanda. En un programa cronometrado, la acción de limpieza se activa en un ciclo de temporización continuo, lo que ofrece un control simple y garantiza que la unidad siempre se limpiará cuando esté encendida. Sin embargo, los ciclos de limpieza cronometrados reducen la vida útil del filtro y utilizan una gran cantidad de aire comprimido. La limpieza bajo demanda se activa cuando la presión diferencial del medio excede un umbral predeterminado. Esto permite una vida útil más larga del filtro y un menor uso de aire comprimido. Colectores de chorro de pulso tipo cartucho

Los colectores de chorro pulsante de tipo cartucho son ahora, según la población, el tipo de colector más común para la fabricación industrial. La popularidad de los colectores de chorro pulsado de cartucho se debe en gran medida a la alta eficiencia de filtración, el menor costo de capital, el tamaño más pequeño y la mayor flexibilidad de su construcción modular en comparación con métodos alternativos.

Los colectores de cartuchos tienen carga lateral para una instalación y mantenimiento flexibles. Sin embargo, los cartuchos tienen sus limitaciones. Son los más adecuados para recoger polvo seco y no abrasivo y para manipular cargas de polvo moderadas (alrededor de 2 gr/pie cúbico). Los cartuchos normalmente no se usan en aplicaciones donde la temperatura de la corriente de aire excede los 275 °F, o para polvo que contiene aceites o sustancias pegajosas que pueden adherirse a los pliegues del cartucho; Estas aplicaciones tienden a favorecer los colectores húmedos o de filtros.

Colectores de bolsas Pulse Jet

Los colectores de bolsa de chorro pulsado ofrecen algunos de los diseños más versátiles y son muy adecuados para la más amplia gama de aplicaciones industriales. Las casas de bolsas se adaptan bien a altas temperaturas y aplicaciones de gas no estándar y generalmente son más tolerantes que los colectores de cartucho.

Los colectores de polvo seco de chorro inverso, también conocidos como casas de bolsas de chorro inverso, son un híbrido de los colectores de chorro pulsado y los métodos ciclónicos. Las casas de bolsas de chorro inverso utilizan sopladores de desplazamiento positivo o ventiladores de alta presión para soplar aire continuamente hacia la unidad y limpiarla mientras está en línea, eliminando la necesidad de unidades redundantes. Estos colectores son una alternativa de ahorro de energía a otros métodos de recolección de polvo de gran volumen, al tiempo que ofrecen un rendimiento comparable.

Finalmente, los ciclones son una forma mecánica seca de recolección de polvo y pueden usarse como prelimpiador de un colector secundario o como colector final. Cuando se utiliza como prelimpiador, el propósito del ciclón es 1) eliminar contaminantes de la corriente de aire que podrían ser perjudiciales para el rendimiento o la función del colector secundario o 2) recuperar contaminantes de alto valor de la corriente de aire para la recuperación del proceso o reutilizar. Cuando se utiliza como recolector final, el ciclón se personaliza en cuanto a su geometría y rendimiento para que coincida con las características específicas del proceso y de los contaminantes y puede lograr las mismas eficiencias finales que un recolector de medio seco.

Mantener el polvo y los desechos fuera del aire es fundamental para proteger la salud y la seguridad del personal, mantener la integridad de su proceso de producción y extender la vida útil de su equipo. Sin embargo, elegir los métodos correctos de recolección de polvo requiere un examen minucioso de una amplia gama de factores, desde las características del polvo y la corriente de aire hasta los requisitos de eficiencia energética y las limitaciones de instalación. Asociarse con un fabricante de equipos de manejo de aire y recolección de polvo con conocimiento y experiencia puede ayudarlo a identificar la solución adecuada para su aplicación.

Dale Price es presidente de M&P Air Components Inc. (Huntington Beach, CA) y se desempeña como representante de New York Blower para ventiladores industriales en el sur de California. Price tiene 38 años de experiencia en el diseño y aplicación de colectores de polvo y aplicaciones de ventiladores industriales.

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