Sistemas de Separación de Partículas: Sedimentadores, Ciclones y Precipitadores

Sistemas de Separación de Partículas

Sedimentadores

Cámara a través de la cual el gas pasa lentamente para permitir la sedimentación de las partículas por gravedad. Es un sistema poco sofisticado, de limpieza manual, pero su construcción es fácil y requiere poco mantenimiento. Se usan en corrientes muy sucias, como en fundiciones e industria metalúrgica. Se emplean bafles para distribuir la corriente homogéneamente en la sección. Existen dos modelos principales:

• Flujo pistón.
• Mezcla perfecta.

Ciclones

A diferencia de los sedimentadores, los ciclones son efectivos para partículas pequeñas. La fuerza centrífuga lleva a la partícula hacia la superficie del ciclón, donde se adhieren unas a otras para formar agregados que posteriormente son eliminados por la parte inferior del sistema.

Si una partícula se mueve en una trayectoria circular con radio r con velocidad Vc, la fuerza centrífuga que experimenta la partícula será: F = mVc²/r.

Multiciclón

Consiste en varios miles de ciclones de pequeño tamaño con el fin de lograr altas eficiencias para partículas pequeñas.

Tipos de operación de ciclones

1. Soplantes antes del ciclón: La soplante está en contacto con la corriente de partículas, lo que provoca acumulación en la misma y los consiguientes problemas mecánicos.
2. Soplante después del ciclón: El ciclón es operado bajo vacío. Si la válvula de purga de sólido no posee un cierre hermético, se resuspenden las partículas con la consiguiente disminución en la eficacia del sistema.

Precipitadores Electrostáticos

En estos sistemas, las fuerzas electrostáticas sustituyen a las fuerzas gravitatorias y centrífugas: las partículas se cargan eléctricamente y se introducen en un campo electrostático que las arrastra hacia la pared colectora.

Tipos de precipitadores

• Dos etapas: La carga de la partícula y la captura se llevan a cabo en dos cámaras separadas. Se utilizan comúnmente en sistemas de aire acondicionado de edificios.
• Una etapa: La carga y captura se realizan en el mismo sistema. Es el sistema industrial más común. Utiliza placas conectadas a tierra y un filamento (electrodo de descarga) a -40.000 V. Las partículas adquieren carga electrostática al colisionar con los electrones libres del campo eléctrico y, una vez cargadas, son dirigidas a la pared por el propio campo. En las placas, las partículas pierden la carga y se aglomeran, siendo eliminadas periódicamente por medios mecánicos o electromagnéticos.

Elementos del precipitador

• Placa de distribución de gas.
• Electrodo de descarga y placas colectoras.
• Transformadores y rectificadores.
• Sistema de limpieza de placas.
• Tolva.