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Tema: Tratamiento de emisionesa la atmsfera

Tratamiento y Disposicin deResiduos

2Poltica de emisiones

Adopcin de medidas preventivas para no generaremisiones contaminantes, Ej.: Adecuacin de losprocesos productivos o insumos Concentrar y retener los contaminantes con equiposadecuados de depuracin que producen residuosslidos o lquidos, con el consiguiente consumo derecursos naturales y energa. Expulsar los contaminantes por medio de chimeneassuficientemente altas para que la dilucin eviteconcentraciones elevadas a nivel del suelo. Esteprocedimiento, si bien atena los problemas decontaminacin desde el punto de vista local, puedeproducir problemas en lugares alejados de las fuentesde emisin.

3Medidas preventivasCombustin de lecho fluidizado Para termoelctricas, alcanzando adems un incremento en elrendimiento del proceso de produccin de energa elctrica, por laexpansin de los gases de combustin en una turbina de gas quese integra en un ciclo combinado con la turbina de vapor. Laprincipal ventaja de esta tecnologa es la posibilidad de reducir en elpropio proceso de combustin el dixido de azufre formado a partirdel contenido de azufre del combustible, logrando quemar carbonescon alto contenido en azufre y bajos niveles de emisin de SO2, sinla necesidad de utilizar equipos adicionales de desulfuracin.Debido a las bajas temperaturas de combustin (860C) se puedeaadir al lecho un material absorbente barato, como caliza odoloma, que permite fijar el azufre del combustible en el proceso decombustin. Esta disminucin de la Tde combustin tambin inhibe laformacin de compuestos NOx

4Tratamiento de gasesCiclones

Estn formados bsicamente por un recipiente cilndrico vertical donde seintroduce tangencialmente el gas portador a una velocidad del orden de30 m/s, cargado de partculas de polvo. La corriente se desva en crculo ypor efecto de la fuerza centrfuga, las partculas se lanzan al exterior alformar la mezcla gaseosa un remolino vertical descendente, y sedepositan en un colector de fondo. Esta corriente en espiral del gascambia de direccin al llegar al fondo del recipiente y sale por el conductosituado en el eje.Los ciclones son dispositivos tiles, sencillez estructural y de mantencin,adems de bajo costo, para la captacin en seco de polvo ligero o grueso.El hecho de utilizar para la separacin fuerzas centrfugas y nogravitacionales, aumentan su eficienciaSin embargo, la eficiencia de captacin de estos equipos es muy baja enla eliminacin de partculas pequeas (< 10 micrones), por lo que suutilizacin se reduce, por lo general, a desempolvado previo al paso delos gases por un sistema ms eficaz

5Tratamiento de gasesCiclones

6Tratamiento de gasesLuego para que la partcula sea completamente retenida:Ciclones

Eficienciaderemocindepartculas(%)TotaldepartculasPM10PM2.5Convencionales70-9030-900-40Altaeficiencia80-9960-9520-70Altacapacidad80-9910-400-10

7Tratamiento de Gases

Ciclones : Se clasifican en convencionales, alta eficiencia y altacapacidad con las siguientes eficiencias de remocin departculas:

Velocidad(m/s)PePkPfPrPoTotal(Pa)5169373111104835218470262351062371491244541713975823219471652151408333527910293916159953813191171071181901134563801391279202481485964971811670

Tratamiento de Gases

Ciclones : Principal variable a considerar en diseo y operacin: Prdidade Carga Prdida de presin que se produce al hacer pasar el aire por elcicln, debido a la friccin de las paredes, cambio devolumen, etc. Depende fundamentalmente de la velocidad deentrada al cicln. Sus principales componentes son:Por entrada del ciclnEnerga cinticaPor rozamiento en vrtice interior y exteriorPor salida del cicln


Filtros de mangas : Separacin de slidos y gas a travs de un medio poroso,haciendo pasar la corriente por ese medio. Remueve partculas entre 2 y 30 micrones El proceso de filtracin opera bajo el principio de torta, donde elmedio filtrante acta nicamente como soporte de la torta. Contienen una serie de paneles para redireccionar el aire,dispositivos parta la limpieza de las mangas y la tolva pararecoleccin de las partculas slidas.


Filtros de mangas :


Filtros de mangas : La diferencia entre los tipos de filtro de mangas es la forma de lalimpieza, lo que condiciona que operen en forma continua odiscontinua. De esta forma, se cuentan con 3 tipos: Por sacudida Sacudida y aire inverso Aire inverso. Criterios de seleccin:Ser resistente qumica y trmicamente al gas y polvoFcil desprendimiento de la tortaRecoleccin eficiente del polvoResistente a la abrasin de las partculasCaudal y velocidad del gas


Filtros de mangas : La eficiencia del filtro ser baja hasta que se forme la tortafiltrante; superando esta fase inicial, las eficiencias de remocinson del 99.9% por lo que su uso es intensivo en el sectorindustrial. La principal restriccin es la temperatura de resistencia delmaterial filtrante, siendo para fibras naturales hasta 90C. Avances en los materiales apuntan al desarrollo de telas de fibrade vidrio y sintticas, que soportan Tentre los 230 a 260 C. Otros factores que influyen son el punto de roco, el contenido deHm del gas, composicin qumica y tamao de las partculas aseparar.

13Filtrosde mangas :Tratamiento de Gases

Propiedades de los principales materiales de telaTela

AlgodnCreslanTemperatura (C)

82121Resistencia al cido

DeficienteBuena en cidosmineralesResistencia a las bases

Muy BuenaBuena en base dbilAbrasion Flex

Muy BuenaBuena a MuyBuenaDacron135Buena en la mayora delos cidos minerales, seBuena en base dbil,disuelve parcialmente en Mediana en base fuerteH2SO4 concentradoMuy BuenaDynel71Poco efecto an enconcentracin altaPoco efecto an enconcentracin altaMediana a BuenaFiberglasFiltron260130Mediana a BuenaBuena a ExcelenteMediana a BuenaBuenaMedianaBuena a MuyBuenaMembrana deNextel

Nomex

Nylon

Orlon

P84PolipropilenoRytonTeflnDepende del forro760

190

93

126

24693190232Depende del forroMuy buena

Mediana

MedianaBuena a Excelente encidos mineralesBuenaExcelenteExcelenteInerte excepto al fluoroDepende del forroBuenaExcelente a temperaturabajaExcelenteMediana a Buena enbases dbilesBuenaExcelenteExcelenteInerte excepto altrifluoruro, el cloro y losmetales alcalinosderretidosMedianaBuena

Excelente

Excelente

Buena

BuenaExcelenteBuenaMedianaLana93Muy buenaDeficienteMediana a BuenaFibra de vidrio550muy buena enconcentracionesmoderadasmuy buena enconcentracionesmoderadasMediana

14Tratamiento de GasesPrecipitador electroesttico : Es un dispositivo que utiliza las fuerzas elctricas para la remocinde la fraccin slida de un efluente, dirigiendo las partculas hacialas placas del colector. Las partculas se cargan mediante el choquecon iones gaseosos generados por la ionizacin del aire creadoentre los electrodos, tras la carga las partculas siguen las lneas decampo producidas por el alto voltaje hasta la superficie delelectrodo colector. Una vez que las partculas estn en contacto con la placa positiva,entonces ceden sus electrones y se convierten en partculascargadas positivamente como la placa, y comienzan a actuar ascomo parte del colector. Debido a este mecanismo, losprecipitadores electrostticos pueden tolerar grandes cantidades deacumulacin de residuo en las placas de recoleccin y seguirfuncionando eficientemente, puesto que la materia por s mismaayuda a recolectar ms materia de la corriente de aire.

15Tratamiento de GasesPrecipitador electroesttico : Estos precipitadores pueden separar cualquier tipo de sustancia enforma de partculas, alcanzando eficacias superiores al 99%,siempre que la resistividad elctrica de las partculas no seademasiado alta, en este caso ser necesario acondicionar lacorriente gaseosa con la adicin de determinados productos. La falla del precipitador usualmente solo ocurre una vez que sehaya formado en las placas una acumulacin muy pesada dematerial. La acumulacin puede llegar a ser bastante pesada comopara bloquear la circulacin de aire, o puede ser bastante densacomo para ocasionar un corto circuito al permitir que la corrienteatraviese el aislamiento. (esto tpicamente no daa la fuente dealimentacin, pero detiene efectivamente la precipitacinelectrosttica adicional)


Precipitador electroesttico : Ampliamente utilizado en la industria generacin elctrica, para ellicor de mezcla de las pulpas de celulosa, y en las refineras.Existen con capacidades de hasta 80.000 m3/min. Separanpartculas entre 0.01 a 90 micras


Tipos de Precipitador electroesttico : De placa y alambre: Consta de placas paralelas y alambres entre las placas. Estadisposicin permite muchas lneas de flujo operando en paralelo, loque permite a este tipo de precipitador tratar grandes volmenesde flujo. Las placas son el electrodo colector, que deben sergolpeteadas peridicamente para desprender el materialrecolectado


Tipos de Precipitadorelectroesttico : De Placas: Son de menor tamao, y sesustituyen los alambres por placasplanas para los electrodos de altovoltaje. Esto incrementa el campoelctrico promedio usado pararecolectar partculas y proporcionauna mayor rea superficial. Lascoronas no pueden formarse entreplacas planas, por lo que hay queincorporar electrodos adicionales a laentrada de las placas que generen lascoronas.


Tipos de Precipitadorelectroesttico : Tubular: Los precipitadores tubulares tienenforma de tubo, o tubos en paralelocon forma de panal, con el electrodode alto voltaje en forma de alambres.Normalmente son lavados con agua,por lo que son ms utilizados conparticulados hmedos o pegajosos.


Procesos de absorcin :

Basan su funcionamiento en el hecho de que los gases residuales estncompuestos de mezclas de sustancias en fase gaseosa, algunas de lascuales son solubles en fase lquida. En el proceso de absorcin de un gas,el efluente gaseoso que contiene el contaminante a eliminar se pone encontacto con un lquido en el que el contaminante se disuelve. Latransferencia de materia se realiza por el contacto del gas con el lquido enlavadores hmedos o en sistemas de absorcin en seco.La absorcin puede ser fsica (por disolucin) o tambin qumica, en base auna reaccin qumica en la fase lquida, que ayuda a la velocidad deabsorcin.En la absorcin fsica, el contacto directo del gas con el liquido hace que latransferencia de materia ocurra entre las dos fases en direccionescontroladas bsicamente por los gradientes de concentracin de loscomponentes individuales.


Procesos de absorcin :Tipos de dispositivos ms utilizados:Torre de relleno ( Sillas Bert, anillos Raschig, rejas de madera, etc.)Torres de plato ( Campanas de burbujeo, platos perforados, etc. )Dispersin hidrulica ( Pulverizacin, cicln, lavador tipo venturi )Dispersin mecnica ( Tanques agitados, lavador de Feld)Lecho fluidizado ( Lecho turbulento de esferas huecas, bolas de vidrio)

22Tratamiento de GasesProcesos de absorcin:

Gases tpicos a separar porabsorcin: H2S, CO2, NH3,SO2, NO, NOx, HCl, HF, HBr,HCN, Benceno, Tolueno,Metanol.Principales soluciones utilizadascomo solventes: agua, agua-NaOH, agua-CaCO3, agua-Ca(OH)2


Procesos de absorcin: columna de relleno y tipos de relleno

24Tratamiento de GasesProcesos de absorcin : Para conseguir la mxima eficiencia se debe buscar la mximasuperficie de contacto entre el gas residual y el lquido eliminador,adems los materiales de construccin de estos equipos deben serresistentes a la corrosin debido al carcter cido de loscontaminantes. Los parmetros ms importantes en el diseo de estos equipos son: La razn lquido/gas. Cuanto menor sea este nmero menor cantidad delquido lavador necesitamos y por tanto menor gasto y menordimensionado de las instalaciones pH. Dependiendo del sistema empleado, el pH se debe de mantenerdentro de unos lmites para asegurar una alta solubilidad del SO2 y lano formacin de costras Velocidad del gas. Para minimizar los costes los lavadores se disean ala mxima velocidad del gas posible, minimizando el tamao de lavasija. Tiempo de residencia. El gas debe de permanecer dentro de la vasija eltiempo suficiente para que la mayor cantidad posible de SO2 seaabsorbida.


Procesos de absorcin : Diseo

Para el diseo de una columna de relleno se debe conseguir el mximo detransferencia del contaminante con el mnimo consumo de energa y tamaode la columna.El clculo principal en el diseo de la columna es la altura de rellenonecesaria para conseguir la transferencia de contaminante al lquidodeseada, en funcin del equilibrio que tenga entre gas y lquido. Aunqueexisten otros parmetros importantes, como son el dimetro de la columna,los caudales de gas residual y lquido, el tipo de relleno y la prdida depresin.La concentracin en el gas residual se conoce, y segn la eficienciadeseada del equipo (), se calcula la concentracin a la salida:

DatosdesolubilidaddelSO2enagua,paralapreparacindelacurvadeequilibrio%SO2w/wenlasolucin0,050,100,150,200,300,500,701,001,50PresinparcialdeSO2EnelgasmmHg1,23,25,88,5014,12639,0059,0092,00


27Tratamiento de GasesFujo mnimo por seccin de reaTransversal:

MWR: razn mnima de mojadura (m2/h)a: area superficial(m2/m3)

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