Clasificadores mecánicos

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Clasificadores mecánicos

Clasificadores mecánicos

Emplean la fuerza gravitatoria (sedimentación obstaculizada libre) El mecanismo

Emplean la fuerza gravitatoria (sedimentación obstaculizada libre) El mecanismo

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Área requerida de sedimentación

Área requerida de sedimentación

: es función de la densidad granulometr$a %

: es función de la densidad granulometr$a %

concentración de sólidos en la pulpa& Se determina por la ecuación:

concentración de sólidos en la pulpa& Se determina por la ecuación:

 !a capacidad de transporte mec'nico es función del diseo % la

 !a capacidad de transporte mec'nico es función del diseo % la velocidad %

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la inclinación del fondo&

la inclinación del fondo&

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!as part$culas gruesas % pesadas son empu*adas a la periferia % ba*an al apex&

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la geometr$a interna, las dimensiones del apex % del vortex-finder, % los factores

la geometr$a interna, las dimensiones del apex % del vortex-finder, % los factores

din'micos: presión de bombeo .ue determina la velocidad

din'micos: presión de bombeo .ue determina la velocidad angular de la pulpa&

angular de la pulpa&

Clasificación de hidrocliclones

Clasificación de hidrocliclones

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clasicador est'n suspendidos en aire, 0ste se

clasicador est'n suspendidos en aire, 0ste se denomina simplemente ciclón&

denomina simplemente ciclón&

Su uso es ampliamente difundido en las plantas metal1rgicas pudiendo realizar

Su uso es ampliamente difundido en las plantas metal1rgicas pudiendo realizar

clasicaciones en rangos tan gruesos como de 233 micrones % tan finos como los

clasicaciones en rangos tan gruesos como de 233 micrones % tan finos como los

de 43 micrones, compitiendo con tamices % centrifugas& !as principales venta*as

de 43 micrones, compitiendo con tamices % centrifugas& !as principales venta*as

.ue ofrece son su f'cil fabricación, su gran capacidad respecto al espacio .ue

.ue ofrece son su f'cil fabricación, su gran capacidad respecto al espacio .ue

ocupa % su ba*o costo&

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#artes de un idrociclón

!os idrociclones tienen una concepción mu% simple5 sus partes son las

siguientes: (6er figura 43)&

7'mara cil$ndrica de

alimentación

(A)

a

la

.ue

la

pulpa

ingresa tangenc8almente a presión por la tuber$a de alimentación (9)&

Esta parte cil$ndrica est' provista en su parte superior de un

diagrama llamada vórtex nder (7) .ue luego se prolonga a trav0s de

una tuber$a () por donde ser'n evacuados los productos nos de

la clasicación (rebose)&

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Sección cil$ndrica (E) .ue se transformar' en la parte inferior en un cono (;) .ue

termina en una bo.uilla (<) por donde son evacuados los productos gruesos

(descarga)& Esta bo.uilla recibe el nombre de apex&

=n idrociclón se especifica por el di'metro de la c'mara cilindrica

de alimentación c, siendo las dimensiones restantes funciones de

esta magnitud& #or e*emplo, el 'rea de ingreso varia del 2 al >? del 'rea

transversal de la parte cilindrica& Esta entrada es en una ma%oria de casos

rectangular o cuadrada&

El vortex tiene un di'metro o, .ue oscila entre el @3 al 3? del di'metro c %

penetra asta la sección cilindrica para evitar los cortocircuitos .ue podr$an

arrastrar particulas gruesas al rebose&

!a sección cilindrica localizada entre la sección cónica % la c'mara cilindrica de

alimentación, tiene un di'metro c5 su longitud puede variar de acuerdo a la

aplicación del ciclón como se ver' posteriormente&

!a sección cónica presenta un 'ngulo de 4BC para ciclones menores a 43D

mientras .ue para di'metros ma%ores, el 'ngulo puede llegar a B3C& El apex

tiene un di'metro de aproximadamente l/ del di'metro

o del vortex&

Filtros de Mangas

A grandes rasgos podemos decir que el tratamiento de gases, i.e. fase gas, puede procurar atender tres

objetivos:

1. remoción de particulado, i.e. captura de partículas

2. remoción de constitutivos ácidos 3. remoción de material orgánico

volátil.

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de este librillo a tecnologías fundamentalmente orientadas a cubrir el primer objetivo, i.e.remoción de particulado, pudiendo mencionar sin un orden de  preferencia:

• ciclones

•  filtros de mangas

•  torres lavadoras de tipo venturi

•  precipitadores electrostáticos

!on ma"or o menor eficiencia, es obvio que cualesquiera de las alternativas mencionadas concurrentemente contribu"e a la remoción de digamos, constitutivos ácidos. #in embargo, lasdiferencias de eficiencias al menos a nivel de  proceso unitario, recomiendan el tratamiento del

tema, especificamente lavado de gases, en forma separada. $or otro lado, tambi%n &emos preferido no incluír en la cobertura de filtros fase gas las

tecnologías de remoción de compuestos orgánicos volátiles.

'ás allá de las características individuales, e.g.  principio de funcionamiento, materiales de

construcción, requerimientos energ%ticos, es posible cotejar o comentar las distintas alternativas de filtros fase gas básicamente teniendo en cuenta

lacaracterización o distribución de diámetros del  partículado presente en el caudal a tratar .

Así, si el proceso industrial involucra particulado con diámetros ma"ormente superiores a 1( ),

 probablemente se especifique una etapa de separadores de tipo ciclón. *ste marco puede frecuentemente responder a uninterés en

recuperación de material/producto, i.e.. cuando el constitutivo tiene alto valor, e.g. plata. +a eficiencia de captura de un ciclón determinado decrece al disminuir el diámetro de partícula lo cual puede descartar la alternativa en otro conteto.

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contraindicaciones de los distintos tipos de filtros fase gas, i.e. ciclones, filtros de mangas, lavadores de gases tipo venturi, precipitadores electrosáticos, son &o" en día raonablemente conocidas.

FUNDAMENTOS FILTROS DE MANGAS

*l filtrado de fase gas empleando filtros de

mangas es en realidad una adaptación de un proceso intermitente o discreto, i.e. secuencias de ciclo de filtrado durante un determinado período de tiempo, usualmente dictado por cotas en la caída de presión admisible, " etapas delimpiea subsiguiente.

A los efectos de lograr una continuidad en el servicio se &a optado operar o dise/ar tradicionalmente en una de dos maneras:

• anear capacidad0compartimento

adicional a la requerida de manera de poder garantiar la continuidad mientras se restauran secciones off line

• realiar la limpiea en lapso

etremadamente cortos, e.g. entre (.(3  (.1 s, aumentando la

frecuencia intercalando las

operaciones de filtrado " limpiea, e.g. seg4n un cronograma

determinado manom%tricamente *l m%todo de limpiea empleado de alguna manera ocasiona laclasificación tradicional de los filtros de mangas, a saber:

1. filtros de mangas de limpiea mecánica 5sacudido periódico6 2. filtros de mangas de limpiea

invirtiendo el flujo de aire o gas 3. filtros de mangas de limpiea

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#i bien la clasificación parece ser aparentemente trivial, losmecanismos de colección de partículas involucrados son fundamentalmente

distintos. 'ientras que en los filtros de mangas de limpieza mecánica " los filtros de mangas de inversión del ciclo el filtrado se realia mediante la formación de unacapa del propio material

 particulado 5la malla o teijdo es un mero sustrato o soporte para la formación de dic&a capa o si se quiere, 7 precapa86, en las alternativas de filtros de mangas de limpiea mediante pulsos breves es la propia malla o fieltro la responsable de la retención o captura de  polvo0particulado.

*n el caso de los filtros de mangas de limpiea mecánica, el desprendimiento del particulado se realia mediantesacudido relativamente vigoroso lo cual conspira contra la vida 4til de las mangas. *n los filtros de mangas de ciclo reverso, se invierte

cíclicamente la dirección del flujo dando lugar a una operación más suave. +a limpiea de los filtros de mangas mediante pulsos breves se realia

mediantebruscos golpes o shocks de aire que imprimen una onda sinusoidal a la manga, no solamente ocasionando el desprendimiento de  particulado sino dando lugar a una nueva

estructura0capa residual.

*n general lasvelocidades de trabajo de los filtros de limpiea mediante pulsos son aproimadamente el doble del empleado en los filtros de mangas de sacudido periódico " los filtros de mangas de ciclo reverso. #i bien esto naturalmente ocasiona

una economía inicial  en lo que respecta a la inversión en bienes de capital, el costo operativo0energ%tico derivado del empleo de aire comprimido 5e.g. entre (.(3 " (.1 segundos de aire entre 9( " 1(( psig6 requerido para limpiea puede igual o superar el monto involucrado en el soplador principal que impulsa o induce la fase gas a filtrar.

-anto los filtros de mangas de sacudido periódico como los filtros de mangas de ciclo reverso tienden a emplear ma"oritariamentetelas o

(8)

tetura ordenada. *n el caso de los filtros de mangas de limpiea mediante pulsos breves usualmente se emplea fieltros, esto es, fibrillas prensadas formando una manta soportada por un tejido de sost%n abierto, configurando en general estructuras 7sandic&8 más robustas, otra propiedad que permite trabajar en los rangos de velocidades característicamente ma"ores de dic&a alternativa. *iste una enorme variedad de materiales de construcción: polipropileno, pol"ester,  poliamida, r"ton, nome, ptfe, teflon, $*-, fibra de

vidrio.

*n cuanto a ventajas de la tecnología de filtros de mangas, puede decirse que configuran una alternativa de filtros fase gas conexcelentes niveles de

captura/eficiencia, sonrelativamente insensibles a  fluctuaciones en las condiciones de la alimentación o

carga, no presentan usualmente problemas de

corrosión 5cuidando operar por encima del punto de rocío6, la operación es sencilla " no se requieren altos voltajes.

+os filtros de mangas pueden no ser aconsejables en entornos con particulado etremadamente ad&esivo 5e.g. plantas de galvaniado6, aceitoso, o viscoso. *n algunos casos concentraciones de

 polvo0particulado,e.g. cercanas a ;( g0m3, pueden ocasionar riesgos de eplosión o incendio.

#i bien el dimensionamiento de los filtros de mangas está prácticamente automatiado, a los efectos

ilustrativos es posible obtener manualmente un estimativo de escala u orden de magnitud. $ara el caso de un filtro de mangas de pulsos

 podemos obtener una idea de lavelocidad nominal V  a emplear mediante la siguiente formula gen%rica:

< = 2.>?> @ A @  @ -B(.233; @ +B(.(9(21 @ 5(.?C?1D(.(>;3 +n E6

 siendo

A = un factor entre 1; 5tabaco, &arina, grano, aserrín6 &asta 9 5carbón activado, negro &umo,

(9)

detergentes, lec&e en polvo, jabones6

 = un factor asociado al servicio que deba cumplirse, e.g.: conve"ing, venteo, proceso entre 1 " (.>

+ = carga de particulado, e.g. C gr0cu.ft., 5= F1;3 mg0m36

- = temperatura, GH

E = diámetro medio del particulado, e.g. ? ) -ípicamente lacaída de presión oscila entre C to 1(  pulgadas de columna de agua,aproimadamente entre

C8 " >8 c.a. para ciclo reverso " entre 38 " 98 c.a.  para filtros de mangas de limpiea por pulsos.

Figure

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