articulo ciclon

Download Articulo Ciclon

If you can't read please download the document

Post on 27-Oct-2015

23 views

Category:

Documents

4 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

TECNIFICACIN DE UN CICLN PARA MATERIAL PARTICULADO(Technification of a cyclone for particulate matter)

Vanessa Moreno Cuy, Andrs Felipe Rodrguez, Jos Junior Daz.ResumenUnseparador ciclnicoes un mtodo de retirarpartculasdelaire,gaso flujo de lquido, sin el uso de unfiltro de aire, utilizando unvrticepara la separacin, el proyecto tuvo como fin construir un prototipo tecnificado de dispositivo purificador de aire de tipo cicln para la contaminacin atmosfrica generada por la industria carbonfera en la vereda salamanca municipio samaca (Boyac), para llegar a esto se tuvieron en cuenta las variables involucradas dentro del proceso mediante el cicln, sensores apropiados para la obtencin de una tecnificacin adecuada, diseo de planos para tener el prototipo adecuado, y pruebas de funcionamiento que tendra el prototipo en cuanto a la purificacin de aire. Con lo anterior y mediante este documento se evidenciara el desarrollo y resultado de este prototipo ciclnico.Palabras clave: contaminacin, tecnificacin, sensor, gases, partculas, filtro, separacin, dispositivo, cicln.AbstractA cyclone separator is a method of removing particles from the air, gas or liquid stream, without the use of an air filter using a vortex for separation, the project was to build a prototype tech order of air purifying device type cyclone air pollution generated by the coal industry in the village municipality Samaca Salamanca (Boyac), to reach this were taken into account the variables involved in the process through cyclone appropriate sensors for obtaining a suitable modernization, design planes to have the adequate prototype, and test runs that have the prototype in terms of air purification. With the above and this document will be evidenced by the development and results of this prototype cyclone. Key words: Contamination, modernization, sensor, gases, particles, filter, separation, device, cyclone.

INTRODUCCION:

El Cicln es un dispositivo usado con frecuencia en las industrias y tambin en la vida domstica para separar partculas slidas que son arrastradas por una corriente gaseosa, para esta separacin, el cicln es esencialmente una cmara de sedimentacin en donde la aceleracin gravitacional se sustituye por la aceleracin centrifuga.La fuerza centrfuga generada por los giros del gas dentro del cicln puede ser mucho mayor que la fuerza gravitacional, ya que sta vara su magnitud dependiendo de la velocidad del gas y del radio de giro. Tericamente el aumento de la velocidad de entrada al cicln implicara un aumento de la fuerza centrfuga y, por lo tanto, un aumento de la eficiencia; sin embargo, velocidades de entrada muy altas generan la re suspensin de material particulado de las paredes internas del cicln, lo cual disminuye la eficiencia del cicln; adicionalmente, aumentar la velocidad de entrada implica mayor consumo de energa.1Este dispositivo puede ser usado en lugares donde se produzcan o concentren gases contaminantes con partculas en suspensin y lo que se pretende es tecnificarlo con sensores ubicados en su interior que permitan ver su eficiencia en forma real y determinar las condiciones efectivas de uso y aplicabilidad con estos cambios.

DISEO EXPERIMENTAL: Determinacin del proyecto: Se observ la contaminacin que se estaba generando desde empresas de sector minero en el municipio de Samac por medio de sus procesos y extraccin de carbn lo cual llevo a identificar como el cicln de algn modo reducira este impacto ambiental que est siendo generado. Planteamiento del problema: contaminantes que influyen en el efecto invernadero en sus procesos. Con lo anterior se plante el problema el cual se identific como: Las empresas del sector minero en el municipio de Samac producen gases contaminantes de extraccin y produccin de Carbn.En este planteamiento se realiz tambin una pregunta de investigacin Cmo reducir el nivel de contaminacin que generan los hornos de coquizacin de Samac? La cual es la base del desarrollo de este proyecto.

Se involucraron variables dentro del proceso ciclnico:

Se realiz la incorporacin de variables como la temperatura, caudal de aire, CO2, pH de la solucin (hidrxido de sodio).

Para hallar las variables anteriores se utiliz la ecuacin de Bernoulli para hallar la velocidad de caudal de aire, se obtuvo de igual forma la ecuacin de gases incorporando la solucin (NaoH) para saber que se obtiene mediante este proceso, finalmente se utiliz la ecuacin de acero para observar el respetivo proceso del material en el que fue elaborado el cicln. Escoger sensores apropiados para el proceso:

Se utiliz dos sensores de calidad de aire MG811 - 0 a 10000 ppm, su funcionamiento es detectar el gas CO2 y mandar un registro al LCD de cuantas ppm hay en el medio ambiente interno del prototipo, se ubicaron estos dos sensores al comienzo del proceso y en la salida de aire puro.

Por medio de un anemmetro digital se detect la velocidad o caudal de aire generado por el horno de coquizacin.

Se implement un sensor de temperatura Termocupla Tipo K 0 a 1200 , este dispositivo se ubic en la entrada para dar un registro a un LCD de cual es la temperatura que ingresa al proceso.

Se automatiz la compuerta de salida del material particulado por medio de un electroimn y un circuito en serie y un switch para mandar impulsos de corriente para que se active y desactive la puerta.

Diseo de planos en 3D prototipos ciclnico con la tecnificacin planteada: En este diseo fueron creadas estructuras cnicas y cilndricas para darle la forma al cicln, se realizaron partes posteriores donde se incorpor el caudal de entrada de aire, caudal de salida de material partciculado, y el caudal de salida de aire puro, tambin se hizo un conducto el cual est unido a una figura cnica donde se agrega la solucin qumica.

Se evalu el funcionamiento que tuvo el prototipo ciclnico en la purificacin del aire:Se hicieron pruebas de funcionamiento del prototipo en la industria carbonfera en la vereda salamanca en el municipio de samac donde el prototipo ciclnico funciono correctamente mostrando eficiencia en cuanto a su tecnificacin y elaboracin con el fin que se inici a trabajar en el proyecto, donde se logr de igual forma evidenciar que las limitaciones de temperatura y presin dependen nicamente del material con el cual se realice la construccin.

RESULTADOS:El da 11 de mayo del ao 2013, se puso a prueba el prototipo, sus resultados fueron satisfactorios ya que la salida de aire puro tuvo niveles bajos de contaminacin por debajo de 400 ppm por lo que su ingreso de CO2 era de 1093 ppm, gracias a la ayuda de la solucin qumica que reduce el CO2 y lo convierte en H2O + CaCO3, formando una sal comercial.El material particulado se extrajo de la compuerta de salida, dando como evidencia que el cicln cumpli con su proceso de separador de partculas.Por lo tanto, es un prototipo capaz de retener material particulado y tratar gases, que reporta datos en tiempo real de variables como: temperatura, CO2 y caudal a travs de la instalacin de sensores.

ESPECIFICACIONES TCNICAS.CONTROL DEL CICLN

SENSORES VOLTAJE

CO2 MG811 (0-10.000)PPM AMPLIFICADOR 9.85

TERMOCUPLA TIPO K (0-1260)5

ANEMOMETRO (0-40)3

ELECTROIMAN12

CONCLUSIONES Se identific las variables involucradas para poder tecnificar el funcionamiento del cicln. Se adecuaron los sensores de tal forma que al captar su sistema de funcionamiento tuviera un ptimo desempeo de anlisis. El diseo del cicln es acorde con la estructura del horno de coquizacin ya que su material de acero inoxidable y anticido resiste altas temperaturas y gracias a su entrada tangencial hace que el proceso sea de alto rendimiento. La solucin qumica llego a su punto neutro, lo cual indica que en ella no hay saturacin en su mezcla y su funcionamiento es ptimo. Se determin el Ph de la sustancia qumica (en este caso Hidrxido de calcio) el cual arrojo como resultado un Ph acido del cual se derivaron ecuaciones para neutralizarlo para que el proceso sea eficiente. Se obtuvo sal por medio del xido de calcio. la temperatura se encuentra en el primer da en 1200C al hacer el procedimiento llega a la solucin a 512C lo cual se produce una base que permite la formacin de la sal.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS[1] AAF. Catlogo de equipos.[2] Air Industrie. Catlogo de equipos.[3] Air Jet. Catlogo de equipos.[4] Gorco. Catlogo de equipos.[5] Shutte & Koerting. Catlogo de equipos.[6] Ledbetter, J. O. "Air Pollution. Part B: Prevention and Control", Ed. Marcel Dekker, Inc.(1974).[7] Wark, K.; Warner, C. F., "Contaminacin del aire. Origen y control", Ed. Limusa, (1992).[8] AIR & WASTE MANAGEMENT ASSOCIATION. 1999. Air pollution engineerring manual. Van Nostrand Reinhold. New York. [9] BENTEZ, J. 1993. Process engineering and design for air pollution control. Prentice Hall. New Jersey. [10] CASAL, J. & MARTNEZ-BENET, J. 1989. Clculo y diseo de ciclones. En: Ingeniera Qumica. Madrid. [11] COOPER, D. & ALLEY, F. 2002. Air pollution control. New Jersey: Waveland Press. [12] CORBITT, R. 1990. Standars handbook of environmental engineering. Mc Graw-Hill. New York. [13] DE NEVERS, N. 1997 Ingeniera de control de la contaminacin del aire. Mc Graw-Hill. Mxico. [14] FOX, D., TURNER, D. & BOUBEL, R. 1994. Fundamentals of air pollution. Academic Press. San Diego. [15] PREZ, F., RAMREZ, D. & RAMREZ, J. 1994. Diseo ptimo de colectores ciclnicos. Revista Ainsa. Nmero 26, Medelln. [15] PERRY, R. & CHILTON, C. 1986. Manual del Ingeniero Qumico. vol. 5, McGraw-Hill. Mxico, D. F. [16] ROBERTS ALLEY & ASSOCIATES, INC. 2001. Manual de control de la calidad del aire. Mc Graw-Hill. Mxico. [17] SINNOTT, R. 1983. Chemical engineering, an introduction to chemical engineering desing.