Métodos de recolección de polvo seco para aplicaciones industriales

Sep 25, 2023

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

Eliminar eficazmente el polvo y los desechos del aire es una consideración fundamental para cualquier aplicación industrial. Esto se debe a que las partículas en el aire pueden presentar riesgos para la salud y la seguridad del personal, degradar o dañar el equipo o el entorno circundante e interferir con los procesos de producción. Este artículo explica los cuatro tipos principales de colectores de polvo seco 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 las partículas, humedad, etc.), los factores ambientales y los requisitos reglamentarios y de eficiencia. A los efectos de este artículo, nos centraremos en los colectores de polvo seco, los cuatro tipos principales de colectores de polvo seco y cómo elegir el método adecuado para su aplicación.

Los colectores de polvo seco se usan comúnmente en aplicaciones industriales para eliminar el polvo, el humo y los vapores de una corriente de aire contaminada mediante filtros que se pueden limpiar. En general, los colectores de polvo seco se utilizan para el polvo "amigable" que no contiene aceites y contiene poca humedad (tenga en cuenta que los colectores de polvo seco se pueden aplicar con éxito a corrientes de aire cargadas de alta humedad si la humedad se mantiene en una fase de vapor mientras pasa por el coleccionista).

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

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

* Colectores de medios secos: los colectores de medios secos utilizan una variedad de medios diferentes para filtrar los contaminantes de la corriente de aire. Los tipos más comunes de colectores de medios secos son los colectores de polvo de cartucho y de bolsa. Los colectores de mangas tomarán aire sucio utilizando tubos largos de tela (bolsas) para capturar el polvo en el interior o el exterior de las bolsas, y limpiarán periódicamente el polvo de las bolsas para capturar el polvo para recuperarlo o desecharlo mientras permiten que el aire limpio salga del colector.

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

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

Un colector de aire inverso es un tipo de colector de polvo de bolsa de medio seco. Las bolsas de tela se cuelgan y tensan dentro de la unidad de recolección de polvo. A medida que el aire sucio entra en la unidad, los desechos 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 la dirección inversa, lo que hace que el polvo acumulado en la bolsa se rompa y se libere de la tela y caiga en una tolva 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 usan más comúnmente para aplicaciones de recolección de polvo de alta temperatura y gran volumen (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 colector de chorro de pulso es un colector de medios secos que utiliza bolsas o cartuchos para recolectar polvo y desechos de la corriente de aire. Una diferencia clave entre los colectores de chorro pulsante 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 pulsante.

Además, los colectores de chorro pulsante tienen sistemas de limpieza aire-eléctricos que utilizan aire comprimido para limpiar los filtros. Se pulsa aire comprimido en 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 se induce desde la cámara de aire limpio y se combina con el aire primario para invertir el flujo de aire en el elemento del filtro. El flujo inverso de aire forma una burbuja en la parte superior del filtro que viaja a lo largo, reestructurando la torta de polvo y descargando el polvo en la tolva.

Con los colectores de chorro de pulso, la limpieza se puede realizar mientras la unidad está en línea, por lo que el sistema no requiere unidades redundantes para una operación continua. La limpieza se puede realizar en un horario de limpieza cronometrado o bajo demanda. En un programa programado, la acción de limpieza se activa en un ciclo de tiempo continuo, lo que ofrece un control simple y asegura 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 a pedido se activa cuando la presión diferencial del medio supera un umbral predeterminado. Esto permite una mayor vida útil del filtro y un menor uso de aire comprimido. Colectores de chorro de pulso tipo cartucho

Los colectores de chorro de pulso tipo cartucho son ahora, por población, el tipo de colector más común para la fabricación industrial. La popularidad de los colectores de chorro de pulsos 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 los métodos alternativos.

Los colectores de cartucho tienen carga lateral para una instalación y un mantenimiento flexibles. Sin embargo, los cartuchos tienen sus limitaciones. Son los más adecuados para recolectar polvo seco, no abrasivo y manejar 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 supera 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 mangas.

Colectores de mangas Pulse Jet

Los colectores de mangas Pulse Jet ofrecen algunos de los diseños más versátiles y son adecuados para la más amplia gama de aplicaciones industriales. Las cámaras de filtros se adaptan bien a altas temperaturas y aplicaciones de gas no estándar y, en general, son más tolerantes que los colectores de cartucho.

Los colectores de polvo seco de chorro inverso, también conocidos como cámaras de filtros de chorro inverso, son un híbrido de los métodos de colectores de chorro pulsante y ciclones. Las cámaras de filtros de chorro inverso utilizan sopladores de desplazamiento positivo o ventiladores de alta presión para inyectar aire continuamente en la unidad y limpiarla mientras está en línea, lo que elimina 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 mismo tiempo que ofrecen un rendimiento comparable.

Finalmente, los ciclones son una forma mecánica seca de recolección de polvo y se pueden usar como prefiltro para un colector secundario o como colector final. Cuando se utiliza como prefiltro, el propósito del ciclón es 1) eliminar los 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 colector final, el ciclón se personaliza en cuanto a su geometría y rendimiento para que coincida con las características específicas de contaminantes y procesos, y puede lograr las mismas eficiencias finales que un colector 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 prolongar 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 la instalación. Asociarse con un fabricante de equipos de manejo de aire y recolección de polvo con conocimientos 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 la aplicación de colectores de polvo y ventiladores industriales.

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