OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

CONTROL DE POLVO Y COLECTORES DE POLVO TIPO MANGAS

Al terminar de estudiar este mdulo, el participante debe ser capaz de describir:

El principio de operacin y los componentes principales del colector de polvo tipo mangas.

Cmo aumenta la cada de presin a travs de las mangas colectoras de polvo a medida que el polvo se acumula en la superficie de las mangas.

Cmo se limpia el polvo de las mangas.

El principio de operacin de la vlvula rotatoria.

El principio de operacin del colector de polvo de tiro inducido.

CONTROL DE POLVO Y COLECTORES DE POLVO TIPO MANGAS

Introduccin

Las emisiones de polvo son comunes en plantas donde se manejan materiales polvorientos y secos. Hay una serie de mtodos usados para controlar el polvo en la planta. Estos mtodos de control varan desde simples rociadores de agua (incluyendo camiones cisterna) a colectores de polvo ms complicados.

La mayora de los tipos de colectores de polvo utilizados en las plantas de procesamiento de minerales tienen un ventilador para mover el aire polvoriento y un colector para separar el polvo del aire. Los tipos de colectores de polvo comunes incluyen los ciclones, filtros de mangas y depuradores hmedos. La seleccin del tipo de colector de polvo deber basarse en las propiedades del polvo, la velocidad de remocin requerida y el costo.

Cmara de mangas

Durante el proceso de trituracin se crea una gran cantidad de polvo. Adems, cuando el mineral triturado cae a travs del aire en los puntos de transferencia de la correa transportadora, desplaza aire. Este aire es forzado hacia fuera y lejos de la corriente de mineral, y lleva con l algo de las muy finas partculas de mineral en forma de polvo. Sin alguna medida de control, algo de este polvo fino puede escapar del sistema y ocasionar problemas de salud y operacionales. Una de las formas ms comunes de controlar las emisiones de polvo es mediante el uso de un colector de polvo tipo cmara de mangas.

Colector de polvo de cmara de mangas

Una cmara de mangas es similar a una gran aspiradora. Tiene una cmara hermtica consistente en una placa tubular, una cantidad de mangas de tela filtrante soportadas mediante jaulas de alambre de filtrado rgidas, las que van insertas al interior de las mangas filtrantes, y un sistema para la limpieza de las mangas. Se emplea un ventilador para proveer la succin requerida para llevar el polvo dentro de la cmara de mangas.

Esta succin provista por el ventilador de la cmara de mangas induce a la corriente de aire que contiene las partculas de polvo fino para que ingrese en la admisin de la cmara de mangas y dentro del rea de la tolva debajo de las mangas filtrantes. Las partculas de polvo ms pesadas decantan debido a la reduccin de velocidad de la corriente de aire y cambio de direccin. Las partculas de polvo ms finas an suspendidas en la corriente de aire ingresan a la cmara de mangas donde son arrastradas hacia adentro hacia las paredes de tela de las mangas filtrantes. Las partculas entonces son atrapadas sobre la superficie de la tela filtrante mientras el aire pasa a travs de la tela y al interior de las mangas. El aire ahora limpio sube a travs de extremo abierto en la parte superior del conjunto de manga filtrante y jaula dentro del pleno de aire limpio. Luego, el aire limpio es extrado de la cmara de mangas a travs del ventilador.

El componente ms importante de la cmara de mangas es el conjunto de manga filtrante y jaula. Abajo se muestra una fotografa de jaulas de mangas.

Jaulas de mangas

La jaula de varillas o alambre soporta la tela filtrante contra la presin de aire e impide el colapso. La tela filtrante cierra el tubo en el extremo inferior, pero no en el superior. La manga se desliza sobre la jaula de la manga, y manga y jaula se insertan a travs de la placa tubular. Se coloca una abrazadera alrededor de la manga en la parte superior de la jaula para producir un sello estanco.

Mangas filtrantes

Los tubos de filtracin estn as suspendidos de la placa tubular, la cual es una parte integral de la cmara de mangas. Es una placa rgida con una serie de orificios circulares.

Vista interior de placa tubular de cmara de mangas

Una placa tubular de cmara de mangas sin mangas instaladas se muestra en la fotografa arriba. La fotografa abajo muestra la placa tubular con varias de las mangas instaladas.

Mangas instaladas en la placa tubular

El polvo acumulado en el exterior de las mangas se remueve peridicamente debido a la accin de un pulso corto de aire comprimido, el cual se introduce secuencialmente, fila por fila, a travs de tuberas de soplado ubicadas sobre cada fila de mangas. Se emplea un temporizador para actuar el ciclo de limpieza. El temporizador enva seales

elctricas a vlvulas piloto de solenoide en el extremo de cada tubera de soplado y gatilla los pulsos momentneos de aire comprimido. Cada vlvula piloto hace que se abra una gran vlvula de diafragma, admitiendo as el gran volumen de aire comprimido dentro de la tubera de soplado. Un venturi de diseo aerodinmico, en forma de cuerno, en la parte superior de cada manga hace que el pulso de aire comprimido induzca un flujo de aire limpio dentro de la manga. Orificios ubicados en la parte inferior de las tuberas de soplado estn centrados sobre cada venturi de manga para dirigir el pulso de alta presin hacia abajo dentro de cada manga. Se crea de esta manera una onda de choque que viaja descendentemente por la manga, golpeando una placa slida en el fondo. Esta onda de choque presuriza momentneamente la manga, detiene el flujo de aire cargado de polvo hacia ella y flexiona la tela. La placa en el fondo aumenta este efecto. El polvo se desprende y cae dentro de la tolva para su descarga. Esta accin de limpieza instantnea procede fila por fila mientras el flujo aire cargado de polvo dentro del filtro contina interrumpidamente. Cada fila que est siendo limpiada queda fuera de lnea por un vigsimo de segundo o menos. La totalidad del rea de tela de un filtro de pulsos de aire est virtualmente en operacin continua.

Durante la operacin, a medida que la capa de polvo se acumula en el exterior de cada manga, sta tiende a restringir la corriente de aire siendo arrastrada a travs de las mangas por el ventilador del colector de polvo. Esta restriccin creciente es causada por la friccin creciente causada por una cada de presin a travs de la manga y capa de polvo.

Respecto de las mangas sucias en el diagrama arriba, advierta que la presin del lado limpio es muy baja y que la presin del lado sucio es bastante mayor al compararse con las presiones mostradas en el diagrama de mangas limpias. En otras palabras, la

diferencia de presin (Psucia menos Plimpia) o cada de presin, aumenta a medida que la capa de polvo se hace ms y ms gruesa. El operador de la cmara de mangas puede decir cmo est trabajando el sistema de limpieza de mangas al monitorear esta cada de presin.

Si la cada de presin es excesiva de acuerdo con el manual del fabricante, puede aumentar la frecuencia de limpieza. Para aumentar la frecuencia, aumente el Tiempo de conexin y disminuya el Tiempo de desconexin. Slo aumente el Tiempo de conexin si es necesario segn lo justifique la cada de presin. La limpieza excesiva representa una prdida de aire comprimido y somete a las mangas a ms ciclos de flexin de los necesarios, y por ello, a un desgaste innecesario.

Vlvula rotatoria

Se utiliza una vlvula rotatoria, o esclusa de aire rotatoria, para permitir que el polvo que se acumula en la tolva del colector de polvo descargue. La vlvula rotatoria provee un sello para impedir que ingrese aire al interior del colector de polvo mientras el polvo descarga.

Vlvula rotatoria

Los componentes principales de un conjunto de vlvula rotatoria incluyen la caja, paletas y eje impulsor. La caja normalmente est fabricada de acero fundido y exhibe un orificio de admisin en la parte superior y una abertura de descarga en el fondo. Las paletas son accionadas por un motor conectado al eje impulsor. El espacio entre las paletas forma el bolsillo que acepta, mueve y descarga el polvo. Las puntas de las paletas encajan muy ajustadamente en el interior de la caja, formando un sello mvil de precisin.

A medida que las paletas giran, cada bolsillo se llena con polvo en el punto alto de la rotacin. El polvo fluye por gravedad dentro de la abertura en la parte superior de la caja. El bolsillo lleno avanza su posicin de modo que queda sellado del recipiente mediante el ajuste apretado entre las paletas y la caja. Al mismo tiempo, el prximo bolsillo vaco est debajo del recipiente y se llena con polvo. A medida que la vlvula

sigue girando, el bolsillo lleno llega a su punto bajo de rotacin. En este punto, el polvo cae por la abertura inferior en la caja.

Ventilador del colector de polvo

Normalmente, se usa un ventilador centrfugo para proveer la succin para un colector de polvo de cmara de mangas. Por lo general, el ventilador se emplea como un ventilador de tiro inducido. Esto significa que el ventilador suministra succin, como una aspiradora. En otras palabras, el colector de polvo de cmara de mangas est en el lado de succin del ventilador. Por otro lado, un ventilador empleado como un ventilador de tiro forzado, suministra presin. En el caso de un ventilador de tiro forzado, el colector de polvo de cmara de mangas estar en el lado de presin del ventilador. Este enfoque requerir que el polvo atraviese el ventilador, desgastando las paletas del mismo.

Ventilador centrfugo

El ventilador usado para un colector de polvo de cmara de mangas es de diseo centrfugo. El ventilador consiste en un elemento giratorio, o impulsor, montado sobre un eje de accionamiento impulsado mediante un motor elctrico. El elemento giratorio est compuesto por paletas montadas radialmente alrededor de la extensin del eje de accionamiento dentro de la caja del ventilador. El motor de accionamiento hace girar el eje, haciendo que las paletas giren, o roten, en la caja. El ventilador es algo similar a una bomba centrfuga, excepto que se usa para mover aire en vez de lquidos.

Al girar, las paletas estn diseadas para empujar el aire hacia el exterior de la caja del ventilador y fuera de la descarga ubicada tangencialmente en la caja del ventilador. Esta accin de empuje, o compresin, crea un rea de baja presin en el centro de las paletas alrededor del eje de accionamiento. As, el aire es arrastrado dentro de la caja en la zona de baja presin (succin), a medida que se descarga aire bajo presin, suministrando aire continuo para ser movido por el ventilador.

El ventilador puede orientarse de varias maneras. El ventilador puede descargar aire limpio ya sea en forma horizontal o vertical. En ocasiones la descarga presentar una inclinacin de 45 grados.

Filtro De Ventilacin De La Tolva

El filtro de ventilacin de la tolva es un colector de polvo usado para limpiar aire conteniendo material particulado muy fino en forma de polvo. Es una cmara hermtica que consistente en una placa para tubera, una cantidad de telas filtrantes soportadas por jaulas de alambre rgido insertadas dentro de las mangas filtrantes, y un sistema para la limpieza de las mangas. El mtodo de limpieza emplea un flujo de aire pulsado inverso para inflar o flexionar las mangas, invirtiendo momentneamente el flujo de aire, haciendo que las partculas de polvo adheridas a la parte externa de las mangas se desprendan.

La corriente de aire de la tolva de almacenamiento, conteniendo material particulado fino, ingresa al pleno de admisin del filtro de ventilacin de la tolva. Las partculas ms pesadas sedimentan debido a la reduccin de velocidad y cambio de direccin. Las partculas suspendidas ms finas en la corriente de aire ingresan a la cmara de mangas donde son arrastradas hacia las paredes de tela de las mangas filtrantes. Las partculas ms finas son atrapadas sobre la superficie de la manga filtrante, mientras que el aire limpio pasa a travs de la manga filtrante, hacia arriba a travs del extremo abierto en la parte superior del conjunto de manga filtrante y jaula, y dentro del pleno de aire limpio. Luego, el aire limpio es extrado desde el colector de polvo mediante el ventilador centrfugo eductor y descargado a la atmsfera.

El ciclo de limpieza de las mangas consiste en una descarga momentnea descendente de aire comprimido a travs de la parte superior de la manga, la cual flexiona la manga, haciendo que las partculas caigan dentro de la tolva ubicada debajo.

Libro de ejercicios 1. Cul expresin es

verdadera respecto de una cmara de mangas?

(A)

Se emplea un ventilador para proveer la succin requerida para llevar el polvo dentro de la cmara de mangas.

(B)

Tiene una cmara hermtica consistente en una placa tubular, una cantidad de mangas de tela y un sistema para la limpieza de las mangas.

(C)

Las partculas de polvo son atrapadas sobre la superficie de la tela filtrante mientras el aire limpio pasa a travs de la tela filtrante y al interior de las mangas.

(D)

Todo lo anterior.

2. En una cmara de mangas, qu sucede con las partculas de polvo ms pesadas a medida que ingresan a la cmara de mangas? Por qu?

(A)

Decantan debido a la reduccin de velocidad de la corriente de aire y cambio de direccin.

(B)

Se aceleran hacia arriba debido a la succin provista por el ventilador.

(C)

Son forzadas hacia arriba debido a la presin provista por el ventilador.

(D)

Nada, se mantienen con las partculas ms livianas.

3. Cul es el propsito de la jaula de alambre en una cmara de mangas?

(A)

Sirve como una proteccin e impide que un operador alcance el interior del conjunto.

(B)

Soporta la tela filtrante contra la presin de aire e impide el colapso.

(C)

Conduce electricidad hacia la cmara de mangas.

(D)

Todo lo anterior.

4. Cul expresin describe mejor la placa tubular de la cmara de mangas?

(A)

Los tubos de filtracin estn suspendidos de la placa tubular.

(B) Es una parte integral de la cmara de mangas.

(C) Es una placa rgida con una serie de orificios circulares.

(D) Todo lo anterior.

5. En una cmara de mangas, cmo se remueve el polvo del exterior de las mangas a medida que es recolectado?

(A)

Dirigiendo un pulso corto de aire comprimido a travs de tuberas de soplado ubicadas sobre cada fila de mangas.

(B)

Abriendo la cmara y haciendo que el operador sacuda las mangas.

(C)

Dirigiendo peridicamente un pulso corto de agua a alta presin a travs de tuberas de agua ubicadas sobre cada fila de mangas.

(D)

El polvo cae naturalmente cuando las mangas estn totalmente cubiertas con polvo.

6. Qu indicacin tiene el operador de que la capa de polvo se est acumulando sobre las mangas?

(A)

Aumenta la potencia del ventilador.

(B)

Aumenta la succin en los puntos de recoleccin de polvo.

(C) Aumenta la cada de presin a travs de las mangas.

(D)

Todo lo anterior.

7. En un colector de polvo, por qu el operador habra de querer aumentar el Tiempo de conexin y disminuir el Tiempo de desconexin para la limpieza de las mangas?

(A)

La cada de presin a travs de las mangas es excesiva.

(B)

La potencia del ventilador es excesiva.

(C)

La velocidad de la corriente de aire cargada de polvo es excesiva.

(D)

La presin de la bomba es excesiva.

8. Para qu se usa una vlvula rotatoria, o esclusa de aire rotatoria, en un colector de polvo?

(A)

Para recolectar polvo selectivamente desde varios puntos de recoleccin de polvo.

(B)

Para detener, o bloquear, la descarga del ventilador del colector de polvo.

(C)

Para aislar ciertos puntos de recoleccin de polvo.

(D)

Para permitir que descargue el polvo que se acumula en la tolva del colector de polvo.

9. En general, cmo se emplea un ventilador para recolectar polvo en un colector de polvo?

(A)

Como un ventilador de tiro forzado.

(B)

Como un ventilador de tiro inducido.

(C) Como un ventilador de flujo axial.

(D) Como una bomba centrfuga.

10. En qu forma puede orientarse el ventilador de un colector de polvo?

(A)

Descarga vertical.

(B) Descarga horizontal.

(C) A 45 grados de la descarga vertical.

(D)

Todo lo anterior.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

ELIMINACIN DE POLVO

Al terminar de estudiar este mdulo, el participante debe ser capaz de describir el principio de operacin de la eliminacin de polvo usando rociado fino.

ELIMINACIN DE POLVO

Puede eliminarse el polvo adems de ser recolectado por un sistema colector de polvo. Puede usarse un rociado a alta presin muy fino para eliminar el polvo. En este enfoque, se colocan boquillas atomizadoras en los puntos de transferencia de la correa transportadora y otros lugares donde se produce polvo. Las boquillas atomizadoras aseguran que el aire que escapa, llevando polvo fino, pase a travs de una nube de finas gotas de agua. Las partculas de polvo que impactan con las gotas de agua se fijan a las gotas. Eventualmente, puede haber varias partculas de polvo fijadas a la gota, y la aglomeracin resultante de partculas crea el peso suficiente para hacer que la gota caiga conjuntamente con la corriente de mineral principal. El sistema funciona efectivamente slo si las gotas de agua son muy pequeascasi tan pequeas como las partculas de polvo.

Para ilustrar este principio,

CAPTURA DE PARTCULAS DE POLVO

el diagrama superior muestra una corriente de aire cargada de polvo pasando junto a una gota grande. Advierta que la partcula de polvo se mantiene en la corriente de aire mientras pasa alrededor de la gota grande. Sin embargo, en el diagrama inferior se muestra una gota pequea. En este caso, la corriente de aire debe dar un giro mucho ms apretado alrededor de la gota pequea y de esta manera la partcula de polvo colisiona con el agua. Para producir tales gotas pequeas, debe introducirse una corriente de agua a muy alta velocidad dentro de una boquilla atomizadora (nebulizadora) especialmente diseada.

Libro de ejercicios 1. Cul de lo siguiente NO

es correcto con respecto a la eliminacin de polvo usando rociado?

(A)

Se colocan boquillas atomizadoras en los puntos de transferencia de la correa transportadora y otros lugares donde se produce polvo.

(B)

El sistema funciona efectivamente slo si las gotas de agua son muy grandes.

(C)

Las partculas de polvo que impactan con las gotas de agua se fijan a las gotas.

(D)

Eventualmente, puede haber varias partculas de polvo fijadas a la gota; la aglomeracin de partculas crea el peso suficiente para hacer que la gota caiga conjuntamente con la corriente de mineral principal.

2. Cul de lo siguiente es correcto con respecto a la eliminacin de polvo usando rociado?

(A)

La carga electrosttica creada por la colisin entre gotas de agua pequeas y molculas de aire causa que las gotas pequeas atraigan partculas de polvo.

(B)

La carga electrosttica creada por la colisin entre gotas de agua grandes y molculas de aire causa que las gotas grandes atraigan partculas de polvo.

(C)

En el caso de una gota de agua pequea, la corriente de aire debe dar un giro mucho ms apretado alrededor de la gota y de esta manera la partcula de polvo colisiona con el agua.

(D)

En el caso de una gota de agua grande, la corriente de aire no puede esquivar la gota y por lo mismo la partcula de polvo colisiona con el agua.

3. Cmo crea el tamao correcto de gota de agua la boquilla atomizadora?

(A)

Se introduce una corriente de agua dentro de la boquilla atomizadora especialmente diseada a una velocidad muy alta.

(B)

Se introduce una corriente de agua dentro de la boquilla atomizadora especialmente diseada a una velocidad muy baja.

(C)

Se introduce una corriente de agua dentro de la boquilla atomizadora especialmente diseada a muy baja presin.

(D)

Se introduce una corriente de aceite de muy alta presin dentro de la boquilla atomizadora donde se mezcla con agua.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

SCRUBBERS HMEDOS

Al terminar de estudiar este mdulo, el participante debe ser capaz de describir:

El principio de operacin y los componentes principales del scrubber hmedo.

El flujo del particulado dentro del scrubber hmedo.

El objetivo, funcionamiento y concepto general del eliminador de neblina.

Los mtodos de controlar la cada de presin del scrubber hmedo.

SCRUBBERS HMEDOS

Un scrubber hmedo consiste en una seccin venturi, seguida de una seccin de separacin ciclnica para separar el lquido del gas. El particulado o gas cargado de gotas de pulpa de particulado ingresa a la admisin de gas del venturi y hace contacto con el agua en la restriccin estrecha o garganta. La restriccin estrecha produce una alta velocidad del gas, lo cual maximiza la captura de partculas. La velocidad puede ser alterada ajustando la abertura de la garganta. El agua inunda las paredes del venturi para contactar el gas y humedecer el particulado. El gas, el particulado, y las grandes gotas de agua fluyen fuera del venturi dentro de la cmara de expansin. Parte del particulado grande y neblinas son demasiado pesados y sedimentan en el fondo de la cmara venturi. El lquido recolectado fluye por un codo inundado hacia el separador.

El particulado humedecido remanente y las gotas de agua ingresan al separador con el gas. El separador fuerza el gas a expandirse para ajustarse a la cmara, lo cual disminuye la velocidad del gas. Un templador de giro ajustable en la admisin aumenta la velocidad de los gases a medida que ingresan, en forma tangencial, a la seccin ciclnica del scrubber. El particulado humedecido y las gotas de agua son separadas del gas debido a la accin centrfuga en el separador. Las gotas de pulpa de particulado caen a un depsito en el fondo del separador y son descargadas va el drenaje inferior del separador.

Un eliminador de neblina retira cualquier neblina fina remanente en el gas. El eliminador de neblina consiste en muchos deflectores de acero inoxidable en forma de V invertida que fuerzan el aire y las gotas remanentes a tomar un camino tortuoso a travs del eliminador. El cambio en la trayectoria fuerza las gotas contra los deflectores. La neblina recolectada drena desde el eliminador de regreso al fondo del separador.

La eficiencia de limpieza del gas en el scrubber depende de la cada de presin a travs de la unidad. A medida que la presin disminuye, hay un aumento correspondiente de la eficiencia. La cada de presin es controlada: (1) ajustando el caudal de agua de separacin, (2) ajustando el templador de giro, y (3) ajustando el templador venturi.

Libro de ejercicios 1. Cul es el propsito de

la seccin de separacin ciclnica?

(A)

Retirar la neblina fina.

(B)

Sedimentar el particulado grande en el fondo de la cmara venturi.

(C)

Separar el lquido del gas.

(D) Todo lo anterior.

2. Cmo se controla la cada de presin a travs de la unidad del scrubber?

(A)

Ajustando el templador de giro.

(B) Ajustando el templador venturi.

(C) Ajustando el caudal de agua de separacin.

(D) Todo lo anterior.

3. De qu depende la eficiencia de limpieza del gas en el scrubber?

(A)

Del particulado humedecido y las gotas de agua.

(B) De la cada de presin a travs de la unidad.

(C) De la velocidad del gas.

(D) Ninguno de lo anterior.