Anatomía de un colector de polvo

Sep 10, 2023

Phil Rankey, ingeniero sénior de aplicaciones, y Tim Rosiek, director sénior de productos, Parker Hannifin, División de Filtración y Generación de Gases Industriales. | 16 de febrero de 2023

Al considerar el equipo de recolección y filtración de polvo, existen diferencias en el equipo y sus filtros y accesorios que son fundamentales para realizar la extracción y filtración esperada de partículas que pueden estar suspendidas en el ambiente de trabajo industrial del ambiente interior. Si bien la función esencial del equipo de recolección de polvo es la misma (piense en una aspiradora grande para capturar el polvo no deseado), el método de esta función y su efectividad pueden ser bastante diferentes y dependen de muchos factores.

Algunos de estos factores incluyen consideraciones de seguridad para los trabajadores, el medio ambiente, el equipo y la instalación. Elementos como el nivel de eficiencia del filtro, la construcción del medio filtrante, el tipo de contaminante, el método de recolección (en la fuente o generalmente en la habitación (ambiente) o área), la cantidad de flujo de aire requerido e incluso la velocidad de transporte de partículas dentro del conducto, todos deben tenerse en cuenta para cada sistema. Es posible que también se requieran dispositivos adicionales como equipos de monitoreo de partículas, venteo de explosiones, sistemas de detección de chispas, dispositivos de supresión y filtración secundaria para un sistema operativo exitoso que satisfaga las demandas de una aplicación en particular.

Otros factores pueden estar relacionados con la conveniencia, como la potencia de entrada disponible, el aire comprimido, la ubicación geográfica, la cantidad de espacio o los requisitos de huella, y la ubicación física de un colector de polvo debe planificarse en la etapa de diseño. Un sistema extenso de conductos en una instalación puede ser ideal para algunos, pero para otros que tal vez cambien las celdas de trabajo con frecuencia, podría ser un obstáculo tanto en términos de costo como de conveniencia.

El equipo de recolección de polvo se puede dividir en cuatro categorías principales:

1. Filtración por impacto. Este es el uso de algún tipo de medio de filtración para impedir físicamente que las partículas atraviesen el medio de filtración y es la solución más común utilizada para la captura y filtración de partículas.

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2. Filtración por agua. Como parece, el uso de este tipo de equipo obliga al polvo a entrar en un área regada teniendo que hacer un camino "traicionero", el agua se usa para separar el polvo de la corriente de aire y forzarlo a asentarse o caer, hacia el zona de recogida de la unidad.

La tecnología de medios coalescentes de profundidad saturada de Peach utiliza su estructura abierta y rígida y tres patrones de flujo para dirigir los líquidos hacia el interior de los elementos. Los líquidos saturan el elemento y se fusionan y luego drenan por gravedad, eliminando virtualmente los contaminantes en lugar de empañar la matriz.

3. Filtración por fuerza centrífuga. Nuevamente, un método muy simple pero efectivo (hasta cierto grado de eficiencia) de usar la fuerza centrífuga (principalmente un colector de polvo en forma de ciclón) y la velocidad de la corriente de aire entrante para separar las partículas de la corriente de aire dejando esencialmente aire limpio para ser devuelto a la atmósfera.

Usado solo o junto con otro colector de polvo, la fuerza centrífuga creada por el ciclón separa los contaminantes gruesos de las partículas finas no visibles y expulsa el aire limpio.

4. Filtración por carga electrostática. Los colectores de este tipo usan una carga eléctrica para electrificar la corriente de aire (piense en pasar un globo por el cabello y luego pegar el globo a la pared) y luego hacer que el aire pase a través de placas con carga opuesta para obligar a las partículas a "pegarse" a esas placas de colección. El aire limpio luego continúa abriéndose paso a través del colector de regreso al lugar de trabajo o a la atmósfera, según lo dicte la situación.

A diferencia de los filtros centrífugos, de bolsa o de caja que eliminan solo las partículas más grandes, el ESP carga eléctricamente tanto los contaminantes grandes como los microscópicos y luego los elimina de la corriente de aire que se acumula en las placas de recolección conectadas a tierra. El aire descargado resultante prácticamente no deja neblina de aceite, humo o partículas peligrosas sin tocar, liberando solo aire limpio del sistema.

Existen otros métodos de recolección y destrucción utilizados para gases y partículas extremadamente finas que incluirían oxidantes térmicos o incineradores, pero para mantener la discusión en la anatomía de los colectores de polvo, nos contentaremos con estas cuatro categorías.

Lo que estos sistemas tienen en común es que todos utilizan un dispositivo mecánico de movimiento de aire (AMD), como un extractor accionado eléctricamente, para estimular el aire circundante con partículas suspendidas para que sean atraídas hacia el colector o su dispositivo de captura para que las fuerzas del dispositivo puede actuar sobre la corriente de aire cargada de polvo para separar el polvo del aire utilizando los métodos descritos anteriormente.

Separar el polvo del aire usando una variedad de métodos

Cada uno de estos dispositivos tiene un área de entrada donde el aire contaminado ingresa al dispositivo. Las áreas de entrada pueden ser parte del mismo colector o tal vez algún tipo de campana de recolección o brazos de extracción que se usan para ayudar a dirigir el aire para la captura más efectiva de partículas.

Los brazos de extracción de recolección de polvo se pueden conectar a equipos para el control y la captura totalmente automatizados de contaminantes en el aire.

Cada dispositivo también tiene lo que comúnmente se denomina el "lado sucio" del dispositivo de recolección donde la corriente de aire contaminado ha ingresado a la unidad. Es en esta zona donde uno de los métodos de limpieza mencionados actúa sobre la corriente de aire para separar el polvo del aire limpio. Hay casos, según el tipo de partículas, en los que se puede colocar una etapa de prefiltración o separación antes de la etapa de filtración principal, como un módulo de prefiltro, un módulo de entrada de abrasivo, un módulo de distribución de aire o un módulo de "aire sucio" extendido. plenum", que se utilizan para eliminar partículas grandes y pesadas que se transportan en la corriente de aire para aumentar la eficiencia de separación y reducir la carga prematura de la etapa principal del filtro.

Una etapa de prefiltración o separación colocada antes de la etapa de filtración principal anterior que se encuentra en el Parker DustHog SFC es un módulo de entrada de abrasivo que se usa para eliminar partículas grandes y pesadas que se transportan en la corriente de aire para aumentar la eficiencia de la separación y reducir la carga prematura del etapa de filtro principal.

Una vez que el método (ya sea de medios, agua, centrífugo o electrostático) ha separado el contaminante de la corriente de aire, las partículas separadas se trasladan a un área de recolección como tambores, basureros, tolvas o recirculación para una fácil eliminación y/o mantenimiento. .

Las áreas de recolección que se muestran arriba se conocen como tambores.

El aire limpio luego se mueve hacia el "lado limpio" del colector donde puede pasar por algún tipo de filtración secundaria (para un tratamiento posterior) para aumentar la eficiencia de eliminación de partículas o quizás un carbón u otro tipo de post-filtro para el control de olores o similar. necesidad.

Una vez que el aire ha pasado por sus diversos métodos de filtración, ahora está listo para ser devuelto al lugar de trabajo (si es deseable y adecuado) o para ser liberado a la atmósfera exterior como aire limpio. Se puede agregar una filtración posterior adicional al sistema de filtración principal para garantizar que se capture el contaminante si pasa por alto el filtro principal. La posfiltración también se agrega como un nivel secundario de alta eficiencia para eliminar partículas y contaminantes submicrónicos antes de que el aire regrese a un espacio interior o se libere a la atmósfera. Se pueden emplear medidores mecánicos o sistemas de monitoreo de partículas para garantizar que las etapas de filtración primaria y secundaria estén en condiciones de funcionamiento correctas y no liberen partículas no deseadas en un espacio de trabajo o entorno exterior.

Los medidores o sistemas de monitoreo de partículas se utilizan para garantizar que el sistema de filtración esté en condiciones de funcionamiento correctas y que no libere partículas no deseadas en un espacio de trabajo o entorno exterior.

La unidad de recolección de polvo que adopta la filtración por impacto incluye casas de bolsas con filtros plisados ​​o bolsas de filtro típicamente largas y de diámetro angosto, colectores de cartucho con filtros de mayor diámetro capaces de contener una gran cantidad de medios filtrantes, colectores de agitación que tienen bolsas de filtro embolsadas y colectores de medios que contienen algún tipo y configuración de filtros en un panel, caja, cartucho, bolsa u otra configuración. Cada uno de estos sistemas utiliza la ruta de resistencia inherente a través de los medios para evitar que las partículas pasen y al mismo tiempo permite que pase aire limpio. Las unidades con mayor recolección de polvo dan como resultado una mayor resistencia a través de los filtros y, a menudo, están equipadas con mecanismos de limpieza de filtros, como pulsos de aire comprimido o agitación mecánica.

Las unidades de recolección que usan agua para la separación del polvo pueden ser redondas, rectangulares o cuadradas, pero todas tienen en común un área de retención de agua donde la corriente de aire entrante cargada de polvo es forzada a quedar atrapada en el agua y luego separada generalmente causando la agua cargada de polvo para tomar un camino diferente de la corriente de aire. El aire se despoja del polvo y se le permite pasar a través del sistema de regreso al lugar de trabajo o al medio ambiente. Luego, el polvo se asienta en el fondo del colector como lodo que debe vaciarse o canalizarse a un tanque de sedimentación para su eliminación futura. La naturaleza de estos colectores los hace especialmente adecuados para polvos metálicos potencialmente explosivos y contaminantes similares. Estas unidades tienen una caída de presión intrínsecamente alta, aunque constante, pero requieren un mantenimiento frecuente con reemplazo de agua y la eliminación y eliminación de contaminantes húmedos. Además, se debe tener consideración y precaución al aplicar estos colectores a ciertos tipos de polvo, como polvo de aluminio y finos.

El colector más común que utiliza la fuerza centrífuga para limpiar una corriente de aire es el ciclón. Hay varios arreglos y configuraciones de estas unidades. Estos colectores son muy efectivos para separar partículas grandes sin el uso de filtros o agua, pero no son tan eficientes como sus contrapartes de medios. Por esta razón, en el ambiente actual, es común agregar separación adicional, como medios y, por lo general, después del ciclón, para garantizar que el aire que regresa al ambiente o al lugar de trabajo esté tan limpio como se desea o se requiere.

El colector más común que utiliza la fuerza centrífuga para limpiar una corriente de aire es el ciclón.

Los precipitadores electrostáticos (ESP) no tienen filtros de barrera excepto los pre y post filtros de malla metálica. Utilizan cables cargados o ionizadores metálicos en la corriente de aire entrante para aplicar energía solo a las partículas (no a la corriente de aire), que las ioniza y le dan al colector ESP el beneficio de un menor consumo de energía. Estas partículas cargadas se recogen luego en placas colocadas aguas abajo a las que se les aplica una carga opuesta. Las unidades ESP son efectivas en partículas muy finas, incluida la neblina de aceite y el humo, y se han utilizado en las salas de máquinas de los barcos para limpiar el aire y reducir la acumulación de acumulaciones de aceite inflamable. Los ESP no son efectivos en partículas grandes o concentraciones pesadas, ya que las partículas no se cargarán adecuadamente y, por lo tanto, no se acumularán en las placas. El uso en aplicaciones de recolección de polvo es limitado. Los colectores ESP requieren la limpieza de las placas de recolección, lo que a menudo implicará un ciclón de lavado con agua o la extracción física de las placas para una limpieza fuera del sitio. Algunos sistemas de filtración ESP agregarán filtros finales de permanganato de potasio o carbón para abordar los olores.

Las unidades ESP son efectivas en partículas muy finas, incluida la neblina de aceite y el humo, y se han utilizado en las salas de máquinas de los barcos para limpiar el aire y reducir la acumulación de acumulaciones de aceite inflamable.

El uso de cada uno de estos tipos de equipos varía tanto como cada aplicación, compañía, requerimiento y cualquier norma o reglamento local, estatal y federal requerido en cada aplicación específica. Un profesional de la seguridad, un higienista industrial certificado o un especialista calificado en control de la contaminación industrial pueden ayudar a navegar, no solo el tipo específico de equipo de recolección de polvo que sea mejor para una necesidad particular, sino también especificar las consideraciones adicionales para garantizar el mejor, más seguro y más arreglo efectivo para los objetivos operativos de la planta. El objetivo siempre es diseñar y proporcionar sistemas que promuevan lugares de trabajo seguros y saludables, soluciones que respalden una mayor productividad y estrategias que protejan las inversiones humanas y mecánicas, todo mientras se mantiene el aire limpio tanto para el lugar de trabajo como para el medio ambiente.

Phil Rankey es ingeniero sénior de aplicaciones y Tim Rosiek es gerente sénior de productos, Parker Hannifin, División de Filtración y Generación de Gases Industriales. (Lancaster, Nueva York). Para obtener más información, llame al 800-343-4048, envíe un correo electrónico a [email protected] o visite parker.com/airquality.

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