curso contaminacion atmosferica

CURSO DE

CONTAMINACION

ATMOSFERICA

CONTAMINACION ATMOSFERICADEFINICION:

Se entiende por CONTAMINACION ATMOSFERICA, la presencia en la atmsfera de cualquier agente fsico, qumico o biolgico, o de combinaciones de los mismos en lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para la salud, la seguridad o bienestar de la poblacin, o perjudiciales para la vida animal, y vegetal o impidan el uso y el goce de las propiedades y lugares de recreacin.

CONCENTRACION DE CONTAMINANTES

PARA PARTICULAS, GASES Y VAPORES

CONC = MASA / VOLUMEN de AIRE ( mg / m3 )

VOLUMEN de AIRE EXPRESADO en CONDICIONES NORMALES ( 25 C y 1 atm)

PARA GASES Y VAPORES

1 VOLUMEN DE CONTAMINANTE

CONC = ---------------------------------------------------------------------------- ( ppm )10 6 VOLUMENES de ( CONTAMINANTE + AIRE )

PRINCIPALES CONTAMINANTESGENERADOS POR LA COMBUSTION

SO3 / H2SO4

NO2 / HNO3

O3

SEDIMENTABLESUSPENSION

CO / (CO2)

SO2

NO

Pb

PARTICULAS

OXIDOS DE CARBONO

COMPUESTOS DE AZUFRE

COMPUESTOS DE NITROGENO

OXIDANTES

METALES: PLOMO

CONTAMINANTESSECUNDARIOS

CONTAMINANTESPRIMARIOSCLASE

CLASIFICACION GENERALDE LOS CONTAMINANTES

SO3 / H2SO4

NO2 / HNO3

O3

Cetonas, aldehdos,cidos

SEDIMENTABLESUSPENSION

CO / (CO2)

SO2 / H2S

NO / NH3

C1 / C5

PARTICULAS

OXIDOS DE CARBONO

COMPUESTOS DE AZUFRE

COMPUESTOS DE NITROGENO

OXIDANTES

COMPUESTOS ORGANICOS

CONTAMINANTESSECUNDARIOS

CONTAMINANTESPRIMARIOS

CLASE

EFECTOS Y FUENTES

DE LA

CONTAMINACION

ATMOSFERICA

FUENTE: National Air Pollution Control Administration, Air Quality for Particule Matter, AP 63, Washington, D.C.: HEW ,1969

Aceleracin en la corrosin de lminas de acero y cinc

Norma de calidad

Visibilidad reducida a 5Millas

Puede ocurrir un aumento en la tasa de mortalidad para personas mayores de 50 aos

Es posible que nios experimen-ten aumentos de la incidencia de enfermedades respiratorias

La morbilidad de operarios pue-de causar aumento de ausetis-mo

Norma de calidad

Los pacientes con bronquitis cronica pueden presentar empeoramiento agudo de los sntomas

Puede ocurrir un nmero excesi-vo de muertes y un considerableaumento en las enfermedades

Media anual, con SO2 y Humedad

Media anual

Humedad relativa menor del 70 por ciento

Con niveles de sulfatacin de30 mg / cm2 en 30 das

Con SO2 > 120 g / m3

Promedio de 24 hs y SO2 > 250 g / m3

Mximo una vez cada 24 h

Mximo de 24 hs y SO2 > 630 g / m3

Promedio de 24 hs ySO2 > 715 g / m3

60 180 g / m3

75 g / m3

150 g / m3

80 100 g / m3

100 130 g / m3

200 g / m3

260 g / m3

300 g / m3

750 g / m3

EfectosTiempo demedicinConcentracin

EFECTOS SOBRE LA SALUD DELAS PARTICULAS TOTALES A DIVERSAS CONCENTRACIONES

g / m3

FUENTE: National Air Pollution Control, Air Quality Criteria for Sulfur Oxides, AP 50. Washington, D.C.: HEW , 1970.

Norma de calidad de aire de 1974,lesiones crnicas en plantas

Puede haber, acompaadas por par-tculas a una concentracin de 185 g / m3 , un aumento en la frecuencia de sntomas respiratoriosy enfermedades pulmonares

Con un bajo nivel de partculas puede haber un aumento en la admisin de personas de mayor edad en los hospita-les, debido a trastornos respiratorios. Aumento en la corrosin de metales

Puede haber un aumento de mortalidadcon bajos niveles de partculas

Puede haber un aumento en la tasaDiaria de mortalidad, con concentraciones de 750 g / m3 (datosDe fuentes britnicas); marcada elevacin en la tasa de morbilidad

Algunos rboles muestran lesiones

Puede haber un aumento en la mortali-dad, acompaado por la presencia de partculas; puede ocurrir aumento en la tasa de morbilidad

Promedio anual

Media anual

Media en 24 hs

Media en 24 hs

Media en 24 hs

8 hs

Promedio en 24 h

0,03 ppm

0,037 0,092 ppm

0,11 0,19 ppm

0,19 ppm

0,25 ppm

0,3 ppm

0,52 ppm

EfectosTiempo demedicinConcentracin

EFECTOS SOBRE LA SALUDDEL DIOXIDO DE AZUFRE A

DISTINTAS CONCENTRACIONES

No hay efectos aparentes

Hay alguna evidencia de efectos sobre la conducta

Efectos sobre el sistema nervioso central: funciones psicomotoras, discernimiento de los intervalos de tiempo y de la luninosidad y agu-deza visual

Cambios funcionales cardacos y pulmonares

Dolores de cabeza, fatiga, somnoliencia, coma,fallas respiratorias y muerte

< 1,0

1,0 - 2,0

2,0 - 5,0

>5,0

10,0 - 80,0

Carboxihemoglobina

EfectosNivel de COHb (por ciento)

Monxido de carbono

Norma de calidad del aire ambiente

Cambios estructurales en el corazn y el cerebro de los animales

Cambios en el umbral de la luminosidad relativay la agudeza visual

Impedimentos en el funcionamiento de las prue-bas psicomotoras

9 ppm con 8 hs de exposicin

50 ppm con 6 semanas de exposicin

50 ppm con 50 minutos de exposicin

50 ppm con exposicin de 8 a 12 hs para

los no fumadores

EfectosConcentracin

EFECTOS SOBRE LA SALUD DELMONOXIDO DE CARBONO Y LA COHb

DAOS SOBRE DIVERSOS MATERIALES

Luz solar.Gases cidos.

Dixido de azufre.Fragilidad, abomba-miento.Papel

Humedad.Gases cidos.Cambio de aparienciaSuperficial.Cermicas

Luz solar.Oxidantes.Rotura y fragilidad.Cauchos

Luz solar yhumedad.

Oxidantes. Dixido de azufre. Oxidos de

Nitrgeno.

Empalidecimiento detonos.

Tintes

Humedad,hongos y luz

solar.

Gases cidos.Dixido de azufre.

Reduccin de tensinde ruptura, manchado.

FibrasTextiles

Uso.Gases cidos.Dixido de azufre.

Fragilidad, desmenu-zamiento superficial.

Cuero

Humedad y

hongos.

Partculas.Dixido de azufre.

Hidrgeno sulfurado.

Decoloracin, ablan-damiento, resquebra-jamiento

Pinturas

Humedad ybajas

temperaturas.

Gases cidos.Dixido de azufre.

Partculas.

Decoloracin,lavados.

Materiales de

Construccin

Humedad y

temperatura.

Gases cidos.

Dixido de azufre.

Exfoliacin de lasuperficie. Prdidadel brillo metlico.

Metales

Otros factores

ambientales

Principal agente de la

contaminacin

Consecuenciams sealada

Materiales

CLASIFICACION DE FUENTESDE CONTAMINANTES

PRODUCCION DE ENERGIA- ENERGIA ELECTRICA

- ENERGIA MECANICA

- ENERGIA CALORICA- ENERGIA DESTRUCTORA

PRODUCCION DE BIENES MATERIALES

CLASIFICACION DE FUENTES DE CONTAMINANTES

FUENTES FIJAS

- INDUSTRIALES- DOMESTICAS

FUENTES MOVILES

- VEHICULOS- AERONAVES- BUQUES

FUENTES COMPUESTAS

- ZONAS INDUSTRIALES- AREAS URBANA

PARTICIPACION DE LAS DISTINTAS FUENTES

EN LA EMISION DE CONTAMINANTES EN EEUU

100,0TOTAL

8,547,142,08,41,70,8

100,0

TransporteCombustin fijaVariosResiduos slidosIndustria

Oxidos de nitrgeno

(NOX)

11,973,022,53,30,60,6

100,0

Combustin fijaIndustriaTransporteVariosResiduos slidos

Dixido de azufre(SO2)

12,540,832,420,54,02,3

100,0

IndustriaVariosCombustin fija Residuos slidosTransporte

PartculasTotales

(aerosoles)

13,353,024,614,75,32,4

100,0

TransporteVariosIndustriaResiduos slidosCombustin fija

Hidrocarburos

53,873,712,07,95,21,2

100,0

TransporteVariosIndustriaResiduos slidosCombustin fija

Monxidode carbono

(CO)

% Total% RelativoFuenteContaminante

PARTICIPACION DE LAS DISTINTAS FUENTES

EN LA EMISION DE CONTAMINANTES EN EEUU

100,0TOTAL

14,644,427,822,44,90,5

100,0

COPartculas totalesHidrocarburosNOXSOX

Varios

4,266,316,811,83,41,7

100,0

COHidrocarburosPartculas totalesNOXSOX

Residuos slidos

14,136,430,318,913,90,5

100,0

Partculas totales COSOXHidrocarburosNOX

Industria

15,755,022,616,34,12,0

100,0

SOXNOXPartculas totalesCOHidrocarburos

Combustin fija

51,477,213,67,70,80,7

100,0

COHidrocarburosNOXPartculas totalesSOX

Transporte

% Total% RelativoFuenteContaminante

EMISIONES ESTIMADAS EN EEUU PARA 1991(Valores en millones de toneladas mtricas / ao)

9,5 %87 %92 %69 %101 %97 %Porcentaje respecto al total de 1982

0,0049716,8918,7662,0920,735,44Total

0.000002,590,217,180,010,73Varias

0,000690,690,102,060,020,26Disposicin de desechos slidos

0,002217,860,604,693,161,84Procesos industriales

0,000450,6710,594,6716,55

1,10Generacin de energa elctrica

0,001625,087,2643,490,991,51Transporte

PbVOC

(COV)NOXCOSO2PM10

CATEGORIA DE LAFUENTE

INSTRUCTIVO

LECTURAS LEGISLACIN PowerPoint LEGISL 2005 Legislaciones obtenidas va internet o publicaciones de las mismas. MONITOREO DE LA CALIDAD DE AIRE Lectura de INTRODUCCIN AL MONITOREO ATMOSFRICO- Captulos 2 y 3. Cmo entrar?: CD de Curso a distancia Gestin de la Calidad del Aire en las Ciudades de Amrica Latina ENTRAR Referencias Lecturas: Lecturas relevantes:Introduccin al Monitoreo Atmosfrico. Lminas de PDF Evaluacin de la Contaminacin Atmosfrica PowerPoint MUESTREO CALIDAD AIRE. PowerPoint MUESTREADORES PASIVOS. PowerPoint EQUIPOS MUESTREO. MONITOREO DE CONDUCTOS DE EMISIN Apuntes tomados en clase. Lminas de PDF Evaluacin de la Contaminacin Atmosfrica PowerPoint EQUIPOS MUESTREO. CONTROL DE LA CONTAMINACIN ATMOSFRICA Lectura del PDF TRATAMIENTO EFLUENTES GASEOSOS Lminas de PDF Control de la Contaminacin Atmosfrica Word:FILTRO DE MANGAS Lectura de Hojas de Datos - CD de Curso a distancia Gestin de la Calidad del Aire en las Ciudades de Amrica Latina.

BIBLIOGRAFIA

1. - AIR POLLUTION

Arthur C. STERN ACADEMIC PRESS EEUU

2. - INGENIERIA DE CONTROL DE LA CONTAMINACION DEL AIRE

Noel de NEVERS Editorial McGRAW-HILL MEXICO.

3. - CONTAMINACION ATMOSFERICA. Origen y control

Kenneth WARK y Cecil F. WARNER Editorial LIMUSA. NORIEGA EDITORES MEXICO

4 . - MANUAL DE CONTAMINACION AMBIENTAL

ITSEMAP AMBIENTAL Editorial MAPFRE S.A. ESPAA

5. MANUAL DE TECNOLOGAS DE MEDICION DE

CONCENTRACIONES DE GASES Y MATERIAL PARTICULADO EN CHIMENEA Y ATMOSFERA

SECRETARIA DE RECURSOS NATURALES Y DESARROLLO SUSTENTABLE

PRESIDENCIA DE LA NACIN Se obtiene va INTERNET: www.medioambiente.gov.ar

LISTADO DE DIRECCIONES EN INTERNET

CONTAMINACION ATMOSFERICA

Legislacin Nacional http://infoleg.mecon.gov.ar Secretara de Recursos Naturales y Desarrollo Sustentable: www.medioambiente.gov.ar Legislacin de la Pcia. de Buenos Aires Secretara de Poltica Ambiental: www.spa.pba.gov.ar Environmental Protection Agency ( EPA ) www.epa.gov www.epa.gov/oar/oaqps/modeling.html y se indican diversos modelos de dispersin atmosfrica. www.epa.gov/ttn y se seala , por ejemplo: EMC: Emission Measurement Center - Methods.

AMTIC: Ambient Monitoring Technology Information. CICA Navegando la EPA web Factores de Emisin Productos: Descargando Productos de CICA Enlace en Espaol

Hojas de datos: Tecnologa de Control de Contaminacin del aire Centro Panamericano de Ingeniera Sanitaria y Ciencias del Ambiente www.cepis.ops-oms.org Ministerio de Medio Ambiente de Espaa www.mma.es Agencia de Medio Ambiente Europea www.eea.eu.int

Listado de equipos aprobados por EPA http://www.epa.gov/ttn/amtic/criteria.html

1

LA TECNOTECA: SATISFACIENDO UNA NECESIDAD INDUSTRIAL La eleccin de un sistema de depuracin de gases y partculas adecuado para cada industria

es uno de los problemas ms importantes de la ingeniera ambiental, ya que es necesario

combinar aspectos tcnicos con limitaciones econmicas y legales. Desde el punto de vista

tcnico, el sistema de depuracin debe lograr una determinada eficacia, tener un costo mnimo

de instalacin y operacin, y ocupar el mnimo espacio. Segn el punto de vista econmico, la

inversin y los costes operativos deben ser mnimos. Por su parte, las consideraciones legales

fijan las cantidades para cada sustancia que pueden ser emitidas a la atmsfera. Para elegir

satisfactoriamente el equipo de depuracin es preciso considerar diversos factores, como el

tipo de contaminante, la corriente gaseosa que lo arrastra y algunas caractersticas del

producto final que pudiera ser recuperado.

La TECNOTECA es una base de informacin bsica sobre las diferentes tecnologas de

control disponibles en el mercado, con el objeto de facilitar la tarea de seleccin del sistema de

control adecuado para cada situacin y segn las caractersticas especficas de las emisiones

provenientes de las fuentes industriales mexicanas. Esta base de informacin ser actualizada

con frecuencia, incluyendo informacin reciente de nuevas tecnologas de control para todos

los contaminantes atmosfricos de inters ambiental, y para las principales fuentes de emisin.

La TECNOTECA se presenta como una respuesta a las peticiones entre industriales,

acadmicos y pblico interesado en asuntos de prevencin de la contaminacin del aire para

fomentar las opciones de control de los gases de descarga.

2

TECNOTECATECNOTECATECNOTECATECNOTECA

TECNOLOGAS DE CONTROL DE CONTAMINANTES PROCEDENTES DE FUENTES

ESTACIONARIAS

Para una mejor localizacin de las tecnologas de control se clasificaron por

contaminantes:

Tecnologas de control por contaminantes: Partculas Partculas gases y vapores Compuestos orgnicos voltiles NOx (xidos de nitrgeno) SOx (xidos de azufre) GLOSARIO

3

INDICE DE TECNOLOGAS DE CONTROL:INDICE DE TECNOLOGAS DE CONTROL:INDICE DE TECNOLOGAS DE CONTROL:INDICE DE TECNOLOGAS DE CONTROL: Tecnologas de control para partculasTecnologas de control para partculasTecnologas de control para partculasTecnologas de control para partculas

! Filtros de tela

o Limpieza con sacudimiento mecnico Ms info.

o Limpieza con inyeccin de aire inverso Ms info

o Limpieza con chorro de aire pulsante Ms info.

! Filtros de alta eficiencia Ms info.

! Separadores con ayuda mecnica Ms info.

! Cmaras de sedimentacin Ms info.

! Separadores por momento Ms info.

! Ciclones Ms info.

! Precipitadores electrostticos

o Precipitadores electrostticos en hmedo- Tipo placa-

alambre Ms info.

o Precipitadores electrostticos en hmedo- Tipo tubo-

alambre Ms info.

o Precipitadores electrostticos en seco- Tipo placa-alambre

Ms info.

o Precipitadores electrostticos en seco- Tipo tubo-alambre

Ms info.

! Separadores por condensacin Ms info.

Contaminantes Tecnologas de control para partculas, gases y vaporesTecnologas de control para partculas, gases y vaporesTecnologas de control para partculas, gases y vaporesTecnologas de control para partculas, gases y vapores

! Torres de aspersin Ms info.

! Torres de platos Ms info.

! Torres empacadas Ms info.

! Lavadores Venturi Ms info.

! Lavadores con orificio Ms info.

! Lavadores con lecho de fibra Ms info.

Contaminantes

4

Tecnologas de control para CTecnologas de control para CTecnologas de control para CTecnologas de control para Compuestos orgnicos voltilesompuestos orgnicos voltilesompuestos orgnicos voltilesompuestos orgnicos voltiles

! Antorcha Ms info.

! Incineradores trmicos Ms info.

! Incineradores trmicos tipo recuperativo Ms info.

! Incineradores catalticos Ms info.

! Adsorcin Ms info.

! Adsorbedores de carbn activado Ms info.

Contaminantes

Tecnologas de control para xidos de NitrgenoTecnologas de control para xidos de NitrgenoTecnologas de control para xidos de NitrgenoTecnologas de control para xidos de Nitrgeno

! Modificacin de los procesos de combustin Ms info.

! Tratamiento qumico de los gases de combustin Ms info.

Contaminantes Tecnologas de control para xidos de AzufreTecnologas de control para xidos de AzufreTecnologas de control para xidos de AzufreTecnologas de control para xidos de Azufre

! Medidas Preventivas Ms info

! Extraccin de SO2 de los gases ricos de desecho Ms info

! Extraccin de SO2 de los gases pobres de desecho

o Pocesos en hmedo Ms info.

o Proceso en seco Ms info. Contaminantes

5

NOMBRE DE LA TECNOLOGANOMBRE DE LA TECNOLOGANOMBRE DE LA TECNOLOGANOMBRE DE LA TECNOLOGA

Filtros de Tela Filtros de Tela Filtros de Tela Filtros de Tela ---- Limpieza con Sacudimiento Mecnico Limpieza con Sacudimiento Mecnico Limpieza con Sacudimiento Mecnico Limpieza con Sacudimiento Mecnico

CONTAMINANTES A LOS QUE SE APLICACONTAMINANTES A LOS QUE SE APLICACONTAMINANTES A LOS QUE SE APLICACONTAMINANTES A LOS QUE SE APLICA

Se aplican al control de partculas con dimetros aerodinmicos superiores a 2.5 m y al control de

contaminantes peligrosos del aire en forma particulada, como la mayora de los metales. El

mercurio es una excepcin, ya que gran parte de sus emisiones tienen lugar en forma de vapor

elemental.

PRINCIPIOS DE LA OPERACINPRINCIPIOS DE LA OPERACINPRINCIPIOS DE LA OPERACINPRINCIPIOS DE LA OPERACIN

En un filtro de tela, el gas pasa a travs de una tela de tejido apretado o de fieltro y quedan

retenidas en la tela, por tamizado u otros mecanismos, las partculas contenidas en el gas. Los

filtros de tela pueden presentar forma de hojas, cartuchos o bolsas, con un nmero de unidades

individuales de filtros de tela encasillados en grupo. Las bolsas son el tipo ms comn de filtro de

tela. A los filtros de tela se les conoce frecuentemente como casas de bolsas porque la tela est

configurada, por lo general, en bolsas cilndricas. Las condiciones de operacin influyen en la

seleccin de la tela. Algunas telas, como las poliolefinas de nylon, acrlicos y polisteres, son tiles

solamente a temperaturas relativamente bajas, de 95 a 150 oC. Para flujos de gases a altas

temperaturas, deben utilizarse telas ms estables trmicamente, como fibra de vidrio, tefln

nmex.

En las unidades con sacudimiento mecnico, la parte superior de las bolsas se encuentra unida a

una barra que se mueve abruptamente, normalmente en la direccin horizontal, con objeto de

limpiar las bolsas. Estas barras operan con motores mecnicos o a mano, cuando no es necesaria

una limpieza frecuente.

REDUCCIONES DE EMISIONES ALCANZADASREDUCCIONES DE EMISIONES ALCANZADASREDUCCIONES DE EMISIONES ALCANZADASREDUCCIONES DE EMISIONES ALCANZADAS

Las eficiencias tpicas de recuperacin para equipos nuevos son del 99 al 99.9%. Los equipos

ms antiguos presentan un rango de eficiencias de operacin del 95 al 99.9%. Entre los factores

que determinan el valor de la eficiencia de recoleccin de los filtros de tela se encuentran la

velocidad de filtracin del gas, las caractersticas de las partculas, las propiedades de la tela y el

mecanismo de limpieza. En general, la eficiencia de recoleccin aumenta al incrementar la

6

velocidad de filtracin y el tamao de las partculas. Tambin influye el propio proceso de limpieza.

Cada ciclo de limpieza remueve, al menos, parte del polvo retenido, lo que provoca que, al

reiniciarse la filtracin, la capacidad de filtrado haya disminuido. Muchas de las partculas

contenidas en el gas se ven forzadas a atravesar el filtro. A medida que se van capturando nuevas

partculas, la eficiencia vuelve a aumentar hasta el siguiente ciclo de limpieza.

APLICACIONES INDUSTRIALES TPICASAPLICACIONES INDUSTRIALES TPICASAPLICACIONES INDUSTRIALES TPICASAPLICACIONES INDUSTRIALES TPICAS

Los filtros de tela funcionan con gran efectividad en diferentes aplicaciones. Se pueden utilizar en

calderas de centrales termoelctricas (carbn), en procesamiento de metales no ferrosos, primario

y secundario (industria del cobre, plomo, zinc, aluminio, produccin de otros metales),

procesamiento de metales ferrosos (coque, produccin de aleaciones de hierro, produccin de

hierro y acero, fundiciones de hierro gris, fundiciones de acero), productos minerales (manufactura

de cemento, limpieza de carbn, explotacin y procesamiento de piedra, manufactura de asfalto).

En general, los filtros de tela pueden ser utilizados en casi cualquier proceso en el que se genere

polvo y pueda ser recolectado y conducido por conductos a una localidad central.

VENTAJAS VENTAJAS VENTAJAS VENTAJAS

Las ventajas de los filtros de tela con limpieza por sacudimiento mecnico son:

1. En general, los filtros de tela proporcionan altas eficiencias de recoleccin tanto para

partculas gruesas como para las de tamao fino.

2. Son relativamente insensibles a las fluctuaciones de las condiciones de la corriente de gas.

3. El aire de salida del filtro es bastante limpio y en muchos casos puede ser recirculado

dentro de la planta, para conservacin de energa.

4. Las partculas se recolectan en seco.

5. Normalmente, no presenta problemas de corrosin ni oxidacin.

6. Su utilizacin es relativamente simple.

DESVENTAJASDESVENTAJASDESVENTAJASDESVENTAJAS

Las desventajas principales son:

1. Para temperaturas muy por encima de los 290 o C se requiere el uso de telas metlicas o

de mineral refractario especial, lo que puede resultar muy caro.

7

2. Para ciertos tipos de polvos puede ser necesaria la utilizacin de telas tratadas, con objeto

de reducir la percolacin de los polvos o, en otros casos, para facilitar la remocin del

polvo recolectado.

3. Determinadas concentraciones de ciertas partculas en el colector, aproximadamente 50

g/m3, pueden representar un riesgo de fuego o explosin, si se produce accidentalmente

una llama o una chispa.

4. Las telas pueden arder si se recolecta polvo fcilmente oxidable.

5. Los filtros de tela tienen muchos requisitos de mantenimiento, como por ejemplo, el

reemplazo peridico de las bolsas.

6. La vida de la tela puede verse reducida a temperaturas elevadas y en presencia de

constituyentes gaseosos o particulados cidos o alcalinos.

7. No son adecuados para ambientes hmedos, ya que los materiales higroscpicos, la

condensacin de humedad o los materiales adhesivos espesos pueden causar costras o

tapar la tela.

8. Puede ser necesaria la proteccin respiratoria del personal de mantenimiento durante el

reemplazo de la tela.

Otras ligas

Referencia de normas mexicanas de fuentes fijas

Normas Oficiales Mexicanas

ndice

8


Filtros deFiltros deFiltros deFiltros de Tela Tela Tela Tela ---- Limpieza con Circulacin de Aire Inverso Limpieza con Circulacin de Aire Inverso Limpieza con Circulacin de Aire Inverso Limpieza con Circulacin de Aire Inverso



contaminantes peligrosos del aire en forma particulada, como la mayora de los metales. El

mercurio es una excepcin, ya que gran parte de sus emisiones tienen lugar en forma de vapor

elemental.


En un filtro de tela, el gas pasa a travs de una tela de tejido o de fieltro, y quedan recolectadas en

la tela, por tamizado u otros mecanismos, las partculas contenidas en el gas. Los filtros de tela

pueden presentar forma de hojas, cartuchos o bolsas, con un nmero de unidades individuales de

filtros de tela encasillados en grupo. Las bolsas son el tipo ms comn de filtro de tela. A los filtros

de tela se les conoce frecuentemente como casas de bolsas porque la tela est configurada, por lo

general, en bolsas cilndricas. Las condiciones del proceso son factores importantes para la

seleccin de la tela. Algunas telas, como las poliolefinas de nylon, acrlicos y polisteres, son tiles

solamente a temperaturas relativamente bajas, de 95 a 150oC. Para flujos de gases a altas

temperaturas, deben utilizarse telas ms estables trmicamente, como fibra de vidrio, tefln

nmex.

La limpieza con aire inverso es un mtodo comn de limpieza de filtros de tela que ha sido muy

utilizado. La mayora de los filtros de tela con aire inverso operan de una manera similar a los filtros

de tela con limpieza por sacudimiento. Normalmente las bolsas estn abiertas por el fondo y

cerradas en la parte superior. El gas fluye desde la parte interior a la parte exterior de las bolsas,

quedando el polvo capturado en el interior. La limpieza se lleva a cabo haciendo pasar aire limpio a

travs de los filtros en direccin opuesta al flujo de gas. El cambio de direccin del flujo del gas

provoca que la bolsa se doble y se despegue el polvo acumulado. Existen varios mtodos para

invertir el flujo a travs de los filtros. Uno de ellos consiste en la utilizacin de un ventilador

secundario. La limpieza con aire invertido se utiliza nicamente en casos en los que el polvo se

desprende con facilidad de la tela.

9


Las eficiencias tpicas para equipos nuevos varan del 99 al 99.9%. Para equipos ms antiguos

estas eficiencias pueden variar del 95 al 99.9%. Entre los factores que determinan el grado de

eficiencia de recoleccin de los filtros de tela se encuentran la velocidad de filtracin del gas, las

caractersticas de las partculas, las caractersticas de la tela y el mecanismo de limpieza. En

general, la eficiencia de recoleccin aumenta al incrementar la velocidad de filtracin y el tamao

de las partculas. Tambin influye el propio proceso de limpieza. Cada ciclo de limpieza remueve,

al menos, parte del polvo retenido, lo que provoca que, al reiniciarse la filtracin, la capacidad de

filtrado haya disminuido. Muchas de las partculas contenidas en el gas se ven forzadas a

atravesar el filtro. A medida que se van capturando nuevas partculas, la eficiencia vuelve a

aumentar hasta el siguiente ciclo de limpieza.


Los filtros de tela pueden funcionar con gran efectividad en diferentes aplicaciones. Se utilizan en

calderas de termoelctricas (carbn), calderas industriales (carbn, madera), calderas comerciales

(carbn, madera), procesamiento de metales no ferrosos, primario y secundario (cobre, plomo,

zinc, aluminio, produccin de otros metales), procesamiento de metales ferrosos (coque,

produccin de aleaciones de hierro, produccin de hierro y acero, fundiciones de hierro gris,

fundiciones de acero), productos minerales (manufactura de cemento, limpieza de carbn,

explotacin y procesamiento de piedra, manufactura de asfalto. En general, los filtros de tela

pueden ser utilizados en la mayora de los procesos en que se genere polvo y pueda ser

recolectado y conducido por conductos a una localidad central.


Las ventajas de los filtros de tela con limpieza por circulacin de aire inverso son:

7. Proporcionan altas eficiencias de recoleccin tanto para partculas gruesas como para las

de tamao fino.

8. Son relativamente insensibles a las fluctuaciones de las condiciones de la corriente de gas.



10. El material retenido se recolecta en seco.

11. Normalmente no presentan problemas de corrosin ni oxidacin.

12. Su utilizacin es relativamente simple.

10





10. Para ciertos tipos de polvos, se pueden requerir telas tratadas con objeto de reducir la

percolacin de los polvos o, en otros casos, para facilitar la remocin del polvo recolectado.

11. Determinadas concentraciones de algunas partculas en el colector, aproximadamente 50

g/m3, pueden representar un peligro de fuego o explosin, si se produce accidentalmente

una llama o una chispa.

12. Los filtros de tela presentan elevados requisitos de mantenimiento, como por ejemplo, el



constituyentes gaseosos o en forma de partculas, cidos o alcalinos.

14. No pueden operar en ambientes hmedos, ya que los materiales higroscpicos, la


tapar la tela.

15. Puede resultar necesaria la proteccin respiratoria del personal de mantenimiento durante

el reemplazo de la tela.

Otras ligas



Indice

11


Filtros de Tela Filtros de Tela Filtros de Tela Filtros de Tela ---- Limpieza con Cho Limpieza con Cho Limpieza con Cho Limpieza con Chorro de Aire Pulsanterro de Aire Pulsanterro de Aire Pulsanterro de Aire Pulsante



contaminantes peligrosos del aire en forma particulada, como la mayora de los metales a

excepcin del mercurio, ya que una parte significante de las emisiones de mercurio tienen lugar en

forma de vapor elemental.


En un filtro de tela, el gas pasa a travs de una tela de tejido o de fieltro, y quedan recolectadas en

la tela, por tamizado u otros mecanismos, las partculas contenidas en el gas. Los filtros de tela

pueden presentar forma de hojas, cartuchos o bolsas, con un nmero de unidades individuales

encasilladas en grupo. Las bolsas son el tipo ms comn de filtro de tela. A los filtros de tela se les

conoce frecuentemente como casas de bolsas porque la tela est configurada, por lo general, en

bolsas cilndricas. Las condiciones del proceso son factores importantes para la seleccin de la

tela. Algunas telas, como las poliolefinas de nylon, acrlicos y polisteres, son tiles solamente a

temperaturas relativamente bajas, de 95 a 150oC. Para flujos de gases a altas temperaturas,

deben utilizarse telas ms estables trmicamente, como fibra de vidrio, tefln o nmex.

En los filtros de tela limpiados por chorro pulsante las bolsas estn cerradas por el fondo, abiertas

en la parte superior y reforzadas internamente por jaulas. El gas cargado de partculas fluye

desde fuera hacia el interior de las bolsas y de ah hacia la salida del gas. Las partculas se

recolectan en el exterior de las bolsas y caen hacia una tolva debajo del filtro de tela. Durante la

limpieza por chorro pulsante se inyecta dentro de las bolsas un pulso corto de aire, de 0.03 a 0.1

segundos de duracin, a alta presin. Para producir ese pulso se sopla a travs de una boquilla

venturi por la parte superior de las bolsas, lo que ocasiona la aparicin de una onda de choque que

contina su trayecto hacia el fondo de la bolsa. La onda dobla la tela, separandola de la jaula y

removiendo el polvo acumulado.


Las eficiencias tpicas para equipos nuevos varan del 99 al 99.9%. Para equipos ms antiguos

estas eficiencias pueden variar del 95 al 99.9%. Entre los factores que determinan el grado de

eficiencia de recoleccin de los filtros de tela se encuentran la velocidad de filtracin del gas, las

12

caractersticas de las partculas, las caractersticas de la tela y el mecanismo de limpieza. En

general, la eficiencia de recoleccin aumenta al incrementar la velocidad de filtracin y el tamao

de las partculas. Tambin influye el propio proceso de limpieza. Cada ciclo de limpieza remueve,

al menos, parte del polvo retenido, lo que provoca que, al reiniciarse la filtracin, la capacidad de

filtrado haya disminuido. Muchas de las partculas contenidas en el gas se ven forzadas a

atravesar el filtro. A medida que se van capturando nuevas partculas, la eficiencia vuelve a

aumentar hasta el siguiente ciclo de limpieza.

APLICACIOAPLICACIOAPLICACIOAPLICACIONES INDUSTRIALES TPICASNES INDUSTRIALES TPICASNES INDUSTRIALES TPICASNES INDUSTRIALES TPICAS

Los filtros de tela pueden funcionar con gran efectividad en diferentes aplicaciones. Se utilizan en

calderas termoelctricas (carbn), calderas industriales (carbn, madera), calderas comerciales

(carbn, madera), procesamiento de metales ferrosos ( produccin de hierro y acero, fundiciones

de acero), productos minerales (manufactura de cemento, limpieza de carbn, explotacin y

procesamiento de piedra), manufactura de asfalto, molienda de grano. En general, los filtros de tela

pueden ser utilizados en la mayora de los procesos en que se genere polvo y pueda ser

recolectado y conducido por conductos a una localidad central.


Las ventajas de los filtros de tela con limpieza por chorro de aire pulsante son:

13. Proporcionan altas eficiencias de recoleccin tanto para partculas gruesas como para las

de tamao fino.

14. Son relativamente insensibles a las fluctuaciones en las condiciones de la corriente de gas.



16. El material retenido se recolecta en seco.

17. Normalmente, no presenta problemas de corrosin ni oxidacin.

18. El proceso es relativamente simple.

19. Los filtros de tela limpiados por chorro pulsante pueden tratar flujos altos de gas, con

cargas grandes de partculas.

20. Los filtros de tela limpiados por el mtodo de chorro pulsante, pueden ser de menor

tamao que otros tipos de filtros de tela, para el tratamiento de la misma cantidad de gas y

polvo.

13





17. Para ciertos tipos de polvos, se pueden requerir telas tratadas con objeto de reducir la

percolacin de los polvos o en otros casos, para facilitar la remocin del polvo recolectado.

18. Determinadas concentraciones de algunas partculas en el colector, aproximadamente 50

g/m3, pueden representar un peligro de fuego o explosin, si se produce una llama o una

chispa accidentalmente.

19. Los filtros de tela presentan elevados requisitos de mantenimientos, como por ejemplo, el



constituyentes gaseosos o en forma de partculas, cidos o alcalinos.

21. No son adecuados para ambientes hmedos, ya que los materiales higroscpicos, la


tapar la tela.

22. Puede resultar necesaria la proteccin respiratoria del personal de mantenimiento durante

el reemplazo de la tela.

23. En Las unidades con chorro pulsante que utilizan velocidades muy altas del gas el polvo

de las bolsas limpiadas puede ser arrastrado hacia otras bolsas. Esta situacin provoca

que slo parte del polvo caiga sobre la tolva y aumente su acumulacin sobre otras bolsas.

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Filtros HEPA (High EfficiencFiltros HEPA (High EfficiencFiltros HEPA (High EfficiencFiltros HEPA (High Efficiency Particle Air) Filtros de Aire de Alta Eficiencia para Partculas. y Particle Air) Filtros de Aire de Alta Eficiencia para Partculas. y Particle Air) Filtros de Aire de Alta Eficiencia para Partculas. y Particle Air) Filtros de Aire de Alta Eficiencia para Partculas.

Filtros ULPA (Ultra Low Penetration Air) Filtros de Aire de Ultra Baja Penetracin. Filtros ULPA (Ultra Low Penetration Air) Filtros de Aire de Ultra Baja Penetracin. Filtros ULPA (Ultra Low Penetration Air) Filtros de Aire de Ultra Baja Penetracin. Filtros ULPA (Ultra Low Penetration Air) Filtros de Aire de Ultra Baja Penetracin.


Se aplica al control de partculas de tamao sub-micromtrico, pudindose recuperar partculas con

dimetro aerodinmico superior a 0.12 micras, partculas txicas desde el punto de vista qumico,

biolgico o radioactivo y contaminantes peligrosos del aire en forma de partculas, como la mayora

de los metales, a excepcin del mercurio.


Los filtros HEPA y ULPA contienen generalmente papel como medio filtrante. Los nuevos diseos

utilizan medios no tejidos, con tecnologas recientes basadas en fibras finas, como fibras de vidrio.

Tanto el papel como los materiales no tejidos constituyen un empaque de alta densidad. Esta

caracterstica, en adicin al pequeo dimetro de la fibra, permite una alta eficiencia de recoleccin

de partculas sub-micromtricas. La corriente de gas se hace pasar a travs del medio fibroso de

filtracin, quedndose las partculas contenidas en la corriente recolectadas por tamizado y otros

mecanismos. La acumulacin de polvo que se va formando en el medio filtrante puede incrementar

la eficiencia de recoleccin.


En general, los filtros HEPA y ULPA se definen como aquellos que tienen la siguiente designacin

de eficiencia mnima:

HEPA: 99.97% de eficiencia para la remocin de partculas de dimetro superior a 0.3 m

ULPA: 99.9995% de eficiencia para recuperacin de partculas con dimetros superiores a 0.12

m....

Algunos filtros son capaces de eficiencias ms altas. Se dispone en el mercado de filtros que

pueden controlar partcula de 0.01 m de dimetros, con eficiencias de 99.99+% y partculas de 0.1

m de dimetro con eficiencias de 99.9999+%.

15


Los filtros HEPA y ULPA se apllican en situaciones en las que se requieren altas eficiencias de

recoleccin de partculas sub-micromtricas, cuando no se puede separar del filtro la materia txica

y/o peligrosa o cuando resulta difcil limpiar el filtro. Se instalan como componente final en

sistemas de recoleccin de partculas, corriente abajo de otros dispositivos, como precipitadores

electrostticos o filtros de tela.

Las aplicaciones industriales comunes de los filtros HEPA y ULPA incluyen los incineradores de

residuos de hospitales, de residuos nucleares de bajo nivel o de mezclas de residuos, y sistemas

de ventilacin y de seguridad nuclear. Adicionalmente, los filtros son utilizados en un nmero de

aplicaciones comerciales y procesos de manufactura, como laboratorios, industria de alimentos y

manufactura de productos farmacuticos y micro-electrnicos.


Las ventajas principales de los filtros HEPA y ULPA son:

1. Altas eficiencias de recoleccin para partculas de tamao sub-micromtrico.

2. Pueden ser utilizados para flujos bajos y concentraciones bajas de contaminante.

3. El aire sale del filtro muy limpio y, en muchos casos, puede ser recirculado dentro de la

planta.

4. No son sensibles a pequeas variaciones de las condiciones de la corriente de gas.

5. Normalmente no presentan problemas de corrosin ni de oxidacin.



1. El medio filtrante est sujeto a dao fsico por los esfuerzos mecnicos.

2. Para operar a temperaturas superiores a 95C o con corrientes de contaminantes

corrosivos, se requiere el uso de materiales especiales en el filtro, lo que resulta ms caro.

3. La acumulacin de algunos polvos en la coraza del filtro puede representar un peligro de

explosin, si se produce accidentalmente una chispa.

4. El medio filtrante puede arder si se recolecta polvo fcilmente oxidable.

5. Requieren mucho mantenimiento y cambios de filtros frecuentes.

16

6. La vida de los filtros disminuye a altas temperaturas y en presencia de partculas cidas o

alcalinas en el gas.

7. Los flujos altos o grandes cargas de polvo, pueden tambin reducir la vida de operacin

del filtro.

8. No son adecuados para ambientes hmedos. Los materiales higroscpicos, la

condensacin de humedad y los componentes adhesivos espesos, pueden causar

taponamiento del medio filtrante.

9. Pueden generar un volumen alto de residuos con baja concentracin del contaminante.

10. En aplicaciones al control de compuestos peligrosos del aire y cuando las partculas son de

naturaleza qumica, biolgica o radioactiva, los filtros deben tratarse como residuos

peligrosos.

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Cmaras de sedimentacinCmaras de sedimentacinCmaras de sedimentacinCmaras de sedimentacin

COCOCOCONTAMINANTES A LOS QUE SE APLICANTAMINANTES A LOS QUE SE APLICANTAMINANTES A LOS QUE SE APLICANTAMINANTES A LOS QUE SE APLICA

Aunque las cmaras de sedimentacin se utilizan para el control de partculas con dimetros

aerodinmicos superiores a 10 m , la mayora de los diseos solamente atrapan de manera efectiva partculas con dimetros superiores a 50 m , aproximadamente.


Estos equipos consisten en cmaras de grandes dimensiones en las que la velocidad de la

corriente gaseosa se reduce, de modo que las partculas que estn en suspensin, principalmente

las de mayor tamao, permanecen el tiempo suficiente para caer por accin de la gravedad y

depositarse en una tolva.

Existen dos tipos de cmaras de sedimentacin: la cmara de expansin y la cmara de bandejas

mltiples. En la cmara de expansin, la velocidad de la corriente de gas se reduce

significativamente a medida que el gas se expande, permitiendo que las partculas ms grandes

sedimenten.

La cmara de bandejas mltiples es una cmara con un nmero de bandejas delgadas que

condicionan al gas a fluir horizontalmente entre ellas. Aunque la velocidad del gas es ligeramente

Cmara de expansin

18

mayor en una cmara de bandejas mltiples que en una cmara de expansin, la eficiencia de

recoleccin de la cmara de bandejas es mayor, debido a que la distancia que las partculas deben

recorrer en su cada es menor.


La eficacia de control de las cmaras de sedimentacin vara en funcin del tamao de partcula y

del diseo de la cmara. Se pueden aplicar al control de partculas con dimetros superiores a 50 m , y, si la densidad del material es razonablemente alta, a partculas de dimetro superior a 10 m . La eficiencia de recoleccin para partculas de dimetros menores o iguales a 10 m

(PM10), es normalmente menor al 10%.


A pesar de las bajas eficiencias de recoleccin, las cmaras de sedimentacin han sido muy

utilizadas. En la industria de refinacin de metales se han aplicado al control de partculas grandes,

como trixido de arsnico procedente de la fundicin de minerales de cobre arsenioso. Las plantas

generadoras de calor y de electricidad han utilizado cmaras de sedimentacin para recolectar

partculas grandes de carbn no quemado, y re-inyectarlas a los generadores de vapor. Tambin

se han empleado en la disminucin de carga de polvo y de abrasin en dispositivos posteriores,

eliminando las partculas ms grandes de la corriente de gas. Son particularmente tiles en

industrias en las que es necesario enfriar la corriente de gas antes de continuar con otros

tratamientos. El uso de estas cmaras ha disminuido debido a mayores restricciones de espacio en

Cmara de bandejas mltiples

19

las plantas y por la posibilidad de utilizar otros dispositivos de control ms eficientes y con mayores

capacidades de carga.


Las ventajas de las cmaras de sedimentacin son, principalmente:

1. Bajos costos de capital

2. Costos de energa muy bajos

3. No hay partes mviles, por lo que presentan pocos requerimientos de mantenimiento y

bajos costos de operacin.

4. Excelente Funcionamiento

5. Baja cada de presin a travs del equipo

6. El equipo no est sujeto a la abrasin, debido a la baja velocidad del gas.

7. Proporciona enfriamiento incidental de la corriente de gas.

8. Las limitaciones de temperatura y presin dependen nicamente de los materiales de

construccin.

9. La recoleccin y disposicin tiene lugar en seco.



1. Eficiencias de recoleccin de partculas relativamente bajas, particularmente para aquellas

de tamao menor a 50 m.

2. No puede manejar materiales pegajosos o aglutinantes

3. Gran tamao fsico

4. Las bandejas de las cmaras de bandejas mltiples se pueden deformar durante

operaciones a altas temperaturas.

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20


Separadores con Ayuda MecnicaSeparadores con Ayuda MecnicaSeparadores con Ayuda MecnicaSeparadores con Ayuda Mecnica


Los separadores con ayuda mecnica se utilizan para el control de partculas, principalmente

aquellas de dimetro aerodinmico superior a 10 m .


Los separadores con ayuda mecnica basan su mecanismo de separacin en la inercia. La

corriente de gas es acelerada mecnicamente, para aumentar la efectividad de la separacin de

las partculas por inercia. Un diseo comn es un ventilador de aspas radiales, que imparte

mecnicamente una fuerza centrfuga a las partculas de la corriente del gas, causando su

separacin. Las partculas se recogen en una tolva para polvos y a continuacin se retiran.

Separador con Ayuda Mecnica

21


La eficacia de control de un separador con ayuda mecnica es similar a la de un cicln con alta

cada de presin. Para el control de partculas de dimetro aerodinmico menor o igual a 10 m (PM10) se pueden lograr eficacias de control cercanas al 30%.


Los separadores con ayuda mecnica han sido utilizados en industrias de alimentos, farmacutica,

y labrado de maderas. Debido a su tamao compacto, se recurre a ellos con frecuencia en

aplicaciones en las que el espacio es limitado o donde se deseen muchas unidades individuales.

Los separadores con ayuda mecnica han sido suplantados por los ciclones en gran nmero de

aplicaciones.


Las ventajas de los separadores con ayuda mecnica son:

1. Diseo compacto y requerimientos de espacios pequeos

2. Mayores eficiencias de recoleccin de pequeas partculas que las de otros diseos de

pre-limpiadores

3. Recoleccin y disposicin en seco


Las desventajas de los separadores con ayuda mecnica son:

1. Presenta mayores requerimientos de energa y costos de operacin que otros pre-

limpiadores.

2. Los requisitos de mantenimiento son ms elevados que para otros pre-limpiadores

3. No pueden manejar materiales pegajosos o aglutinantes

4. Se encuentran ms sujetos a la abrasin que otros pre-limpiadores

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22


Separadores de momentoSeparadores de momentoSeparadores de momentoSeparadores de momento

CONTAMINANTES A LOS CONTAMINANTES A LOS CONTAMINANTES A LOS CONTAMINANTES A LOS QUE SE APLICAQUE SE APLICAQUE SE APLICAQUE SE APLICA

Los separadores de momento se emplean para el control de partculas de tamao grueso,

principalmente aquellas de dimetro aerodinmico superior a 10 m .


En estos equipos, se provoca un cambio drstico en la direccin del gas contaminado, a travs de

deflectores estratgicamente colocados. El gas, que fluye hacia abajo, es obligado por los

deflectores a dirigirse sbitamente hacia arriba. El momento inercial y la gravedad actan sobre las

partculas en direccin hacia abajo, por lo que, las ms grandes, se escaparn de las lneas de

corriente del gas, recolectndose en el fondo de la cmara.


A partir de informacin de la EPA (1982) sobre los valores de eficacia de control para un separador

de momento utilizado en el control de ceniza de una caldera que quema carbn pulverizado, se

han observado valores de un 5% para partculas con dimetros superiores a 5 m , eficacias de control comprendidas entre el 10 y el 20% para partculas con dimetros superiores a 10 m y de ms del 99% para partculas con dimetros superiores a 90 m .


Los separadores por momento por s solos no son adecuados para el control estricto de partculas

en suspensin en el aire, pero cumplen un propsito importante como pre-limpiadores, antes de

equipos de control final como precipitadores electrostticos o filtros de tela. Los separadores por

momento se utilizan en una amplia variedad de procesos industriales.


Los separadores por momento comparten muchas de las ventajas de otros separadores

mecnicos:

23

1. La inversin inicial es baja.

2. Carecen de partes mviles, por lo que presenta pocos requerimientos de mantenimiento y

bajos costos de operacin.

3. Necesitan menos espacio que las cmaras de sedimentacin.

4. La cada de presin es relativamente baja comparada con la cantidad de partculas a

remover.


construccin.

6. La recoleccin y disposicin tiene lugar en seco.


Los separadores por momento, tambin comparten las desventajas de otos recolectores

mecnicos:

1. Las eficiencias de recoleccin de partculas son relativamente bajas.

2. Nos son adecuados para manejar materiales pegajosos o aglutinantes.

3. Las cadas de presin son mayores que las producidas en cmaras de sedimentacin.

4. Debido a la cada de presin pueden los costos de operacin pueden resultar mayores.

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24


CiclonesCiclonesCiclonesCiclones


Los ciclones se usan para el control de partculas, principalmente aquellas de dimetro

aerodinmico superior a 10 m . Existen tambin ciclones de alta eficacia, diseados para retener partculas con dimetros aerodinmicos por encima de 2.5 m .


Los ciclones utilizan la inercia para eliminar partculas de la corriente del gas. Se imparte una

fuerza centrfuga a la corriente de gas, normalmente en una cmara de forma cnica, crendose

un vrtice doble dentro del cuerpo del cicln. El gas que entra es obligado a descender por el

cuerpo del cicln con movimiento circular cerca de las paredes internas del cicln. En el fondo del

cicln, la direccin del gas se invierte y sube en espirales por el centro del tubo, saliendo por la

tapa del cicln. Las partculas en la corriente del gas son enviadas contra la pared del cicln por la

fuerza centrfuga del gas en rotacin, pero se les opone la fuerza de arrastre del gas que se dirige

hacia la salida. Cuando las partculas son grandes, la inercia vence a la fuerza de arrastre,

haciendo que las partculas alcancen la pared del cicln y sean recogidas. Para las partculas ms

pequeas, la fuerza de arrastre es mayor que la de inercia y salen del cicln en la corriente de gas.

Debido a la gravedad, las partculas ms grandes que llegan a la pared del cicln caen sobre la

tolva. Aunque utilizan el mismo mecanismo de separacin que los separadores por impulso, los

ciclones son ms efectivos porque tienen un patrn de flujo de gas ms complejo.


El rango de eficiencia de control para los ciclones individuales convencionales se estima que est

comprendido entre el 70 y el 90 % para partculas con dimetros superiores a 20 m , entre el 30 y 90 % para partculas con dimetros superiores a 10 m y de 0 a 40 % para partculas con dimetros desde 2.5 m .

Los ciclones individuales de alta eficacia estn diseados para alcanzar mayor control de

partculas pequeas que los ciclones convencionales. Las eficacias de control para este tipo de

ciclones varan entre el 80 y el 99 % para partculas con dimetros superiores a 20 m , entre el

25

60 y el 95% para partculas con dimetros superiores a 10 m y del 20 al 70 % para partculas con dimetros superiores a 2.5 m .

Los ciclones de alta capacidad son adecuados para eliminar partculas mayores de 20 m , aunque en cierto grado tenga lugar tambin la recuperacin de partculas ms pequeas. Los

intervalos en que vara la eficacia de control de los ciclones de alta capacidad son del 80 al 99%

para partculas con dimetros superiores a 20 m , del 10 al 40 % para partculas con dimetros superiores a 10 m y del 0 al 10% para partculas con dimetros superiores a 2.5 m .

Los multi-ciclones pueden alcanzar eficacias de captura de partculas del 80 al 95% para dimetros

superiores a 5 m .


Se utilizan frecuentemente para reducir la carga de partculas en la entrada a dispositivos finales

de captura ms caros, como precipitadores electrostticos o filtros de tela, eliminando las

partculas abrasivas de mayor tamao. Es decir, presentan un importante papel como pre-

limpiadores antes del equipo de control final. Los ciclones se utilizan tambin en operaciones de

recuperacin y reciclado de productos alimenticios y materiales de proceso, como los

catalizadores. Otra aplicacin es en las industrias qumica y de alimentos, despus de operaciones

de secado por aspersin y despus de las operaciones de trituracin, molienda y calcinacin, para

capturar material til o vendible. En la industria de metales ferrosos y no ferrosos, los ciclones se

utilizan con frecuencia como primera etapa en el control de las emisiones de partculas en plantas.

Las unidades industriales y comerciales de combustin que utilizan madera y/o combustibles

fsiles emplean habitualmente ciclones mltiples (generalmente despus de torres hmedas de

absorcin, precipitadores electrostticos o filtros de tela), que recolectan partculas finas (menores

a 2.5 m ) con mayor eficacia que un solo cicln.


Las ventajas de los ciclones son principalmente:

1. La inversin inicial es baja.

2. Carece de partes mviles, con lo que los requerimientos de mantenimiento y los costos de

operacin son bajos.

26

3. La cada de presin es relativamente baja, comparada con la cantidad de partculas

recuperadas.


construccin.

5. La coleccin y disposicin de polvo tiene lugar en seco.

6. Los requisitos espaciales son relativamente pequeos.


Las desventajas de los ciclones incluyen las siguientes:

1. Las eficiencias de coleccin partculas en suspensin son relativamente bajas,

especialmente para partculas de tamao inferior a 10 m . 2. No pueden manejar materiales pegajosos o aglomerantes.

3. Las unidades de alta eficiencia pueden presentar cadas altas de presin.

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Torres de aspersinTorres de aspersinTorres de aspersinTorres de aspersin


Las torres de aspersin se utilizan principalmente para la recuperacin de partculas. Con estos

dispositivos es posible la recuperacin de partculas con dimetros aerodinmicos superiores a 2.5 m , contaminantes peligrosos en forma particulada y vapores y gases inorgnicos, como el cido

crmico, cido sulfhdrico, amonaco, cloruros, fluoruros, y dixido de azufre ( 2SO ). Estos equipos tambin pueden ser ocasionalmente utilizados para el control de compuestos orgnicos voltiles

(COVs).


Los torres de aspersin consisten en cmaras vacas de forma cilndrica o rectangular por donde el

gas asciende, pasando a travs de un banco o bancos sucesivos de toberas de aspersin. En su

ascenso el gas se encuentra con las gotas del lquido disolvente generadas por las toberas. Las

gotas arrastran las partculas contenidas en el gas y disuelven algunos de sus componentes

gaseosos.


Las torres de aspersin por lo general no se utilizan para el control de partculas finas, ya que

seran necesarias grandes proporciones lquido/gas. Las eficacias de control de partculas

suspendidas varan del 70 hasta ms del 99%, dependiendo de la aplicacin, tamao de la

partcula, etc. Para los gases inorgnicos se estima que las eficacias de control varan del 95 al

99%. En el control de 2SO , se logran eficacias comprendidas entre el 80 y hasta ms del 99%, dependiendo del tipo de reactivo utilizado y el diseo de la torre de aspersin. En el control de

COVs, aunque se puede lograr eficacias superiores al 99% para algunos sistemas contaminante-

disolvente, el intervalo tpico de valores de eficacia de control vara entre el 50 y el 95%. Las

eficacias ms bajas representan flujos que contienen compuestos relativamente insolubles, en

bajas concentraciones, mientras que las eficacias ms altas se obtienen con flujos que contienen

compuestos muy solubles en concentraciones altas.

28


Las torres de aspersin se utilizan para el control de emisiones procedentes de tanques de

almacenamiento de aceite ligero y de benceno, que utilizan el aceite de lavado como disolvente.

Son uno de los lavadores por va hmeda ms empleado para el control de 2SO en industrias de metales primarios no ferrosos (por ejemplo, cobre, plomo, y aluminio), aunque su uso ms

extendido se encuentra en los procesos asociados a las plantas de cido sulfrico o de azufre

elemental.

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Las ventajas de las torres de aspersin son, principalmente:

1. La cada de presin es relativamente baja.

2. Se pueden manejar polvos inflamables y explosivos con poco riesgo.

3. La construccin con plstico reforzado con fibra de vidrio permite operar en atmsferas

altamente corrosivas.

4. La inversin inicial es relativamente baja.

5. No presenta muchos problemas de obstruccin.

6. Los requisitos de espacio son relativamente bajos.

7. Tienen capacidad para capturar tanto partculas como gases.


Las desventajas de las torres de aspersin son :

1. Puede existir un problema con el agua (o lquido) residual.

2. El producto retirado se recolecta en hmedo.

3. Las eficiencias de transferencia de masa son relativamente bajas.

4. No es muy adecuado para la recuperacin de partculas finas.

5. Cuando se utiliza para su construccin plstico reforzado con fibra de vidrio, resulta

sensible a la temperatura.

6. Presentan costos de operacin relativamente altos.

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Torres de platos Torres de platos Torres de platos Torres de platos


La torre de platos resulta especialmente til para la recuperacin de partculas, pudiendo retener

partculas de dimetro aerodinmico superior a 2.5 m , contaminantes peligrosos en forma de partculas y humos inorgnicos, vapores, y gases (por ejemplo, cido crmico, cido sulfhdrico,

amoniaco, cloruros, fluoruros, y dixido de azufre, ( 2SO ). Estos equipos tambin pueden ser utilizados ocasionalmente para el control de compuestos orgnicos voltiles (COVs).


Una torre de platos es una cmara vertical con placas montadas horizontalmente dentro de un

caparazn hueco. El lquido lavador fluye hacia abajo mientras que la corriente de gas, con el o los

contaminantes, fluye hacia arriba. El contacto entre el lquido y el gas tiene lugar sobre las placas o

platos, que estn equipadas con aperturas que permiten el paso de gas a travs de ellas. Algunas

placas estn perforadas o tienen ranuras, mientras que las placas ms complejas tienen aperturas

parecidas a una vlvula. En el caso de control de partculas, el lquido, tras el contacto, arrastra las

partculas en su cada. Despus del plato de fondo, el lquido y las partculas recuperadas fluyen

hacia el exterior por el fondo de la torre. En el caso de control de gases inorgnicos, el disolvente

ms utilizado es el agua, aunque se emplean tambin otros como la solucin custica para la

absorcin de gases cidos. Cuando se quiere controlar 2SO , ste reacciona con el absorbente lquido, formando una mezcla en hmedo de sulfito y sulfato de calcio precipitados.


Partculas: las eficacias de control de las torres de platos varan del 50 al 99 %, dependiendo de la

aplicacin. No se recomiendan las torres de platos para el control de partculas pequeas menores

de 1 m de dimetro aerodinmico.

Gases Inorgnicos: se estima que las eficacias de eliminacin varan entre el 95 y el 99 %. Para el

control de 2SO , las eficacias de control varan desde el 80 hasta ms del 99%, dependiendo del tipo de reactivo utilizado y del diseo de la torre. Las aplicaciones ms recientes tienen una

eficacia de remocin de 2SO superior al 90 %.

31


Las torres de platos se utilizan habitualmente en la industria agrcola, alimenticia, y en las

fundiciones de acero gris.

La desulfuracin del gas de salida (DGS), se emplea para el control de emisiones de 2SO producido durante la combustin de carbn y aceite procedentes de fuentes industriales y de

plantas generadoras de electricidad. Las plantas de cido sulfrico o de azufre elemental son las

que utilizan ms frecuentemente estos dispositivos. Tambin se utilizan para controlar emisiones

de 2SO procedentes de procesos industriales de metales primarios no ferrosos, como cobre, plomo, y aluminio.


Las ventajas de las torres de platos son:

10. Pueden manejar polvos inflamables y explosivos con poco riesgo.

11. Permiten la absorcin de gases y la recoleccin de polvo en una sola unidad.

12. Pueden manejar neblinas.

13. La eficacia de control puede ser variada.

14. Proveen enfriamiento a los gases calientes.

15. Se pueden neutralizar gases corrosivos y polvos.

16. Se logra un buen contacto entre el gas y el absorbente para la eliminacin de 2SO .



5. El lquido efluente puede crear problemas de contaminacin del agua y requiere

tratamiento previo a su disposicin.

6. El producto residual se recoge en hmedo.

7. Existe una alta posibilidad de problemas de corrosin.

8. Se requiere proteccin contra el congelamiento.

9. El gas de escape puede necesitar un recalentamiento para evitar una pluma (vapor) visible.

10. Las partculas retenidas pueden ser contaminantes y no ser reciclables.

11. El tratamiento del residuo fangoso puede ser muy costoso.

32

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Torres Empacadas Torres Empacadas Torres Empacadas Torres Empacadas


Se utilizan principalmente para el control de vapores, y gases inorgnicos, como el cido crmico,

cido sulfhdrico, amonaco, cloruros, fluoruros, y dixido de azufre,( 2SO ) y compuestos orgnicos voltiles (COVs). Se pueden emplear en el control partculas con dimetros aerodinmicos

superiores a 2.5 m , incluyendo contaminantes peligrosos del aire en forma de partculas.


Las torres empacadas consisten en una cmara que contiene capas de material de empaque

(relleno), como los anillos Raschig, anillos en espiral, o monturas Berl, que proporcionan una gran

superficie de contacto entre el lquido y las partculas. El lquido lavador se introduce

uniformemente desde la cabeza de la torre y fluye hacia abajo, cubriendo el empaque El

contaminante a ser absorbido debe ser soluble en el lquido. La corriente de gas fluye hacia la

parte superior de la cmara, contra la corriente del lquido.

El agua es el disolvente ms comn utilizado para eliminar contaminantes inorgnicos. Para el

control de gases cidos (por ejemplo, HCl, 2SO , o ambos) se utiliza solucin custica (hidrxido

sdico, NaOH), carbonato sdico ( 32CONa ) e hidrxido clcico (cal apagada, 2)(OHCa ).

Para su uso como tcnica de control de vapores orgnicos, es necesaria la eleccin del disolvente

apropiado, de modo que el compuesto orgnico sea soluble en l. As, por ejemplo, se utiliza el

agua como disolvente en el caso de compuestos como metanol, etanol, isopropanol, butanol,

acetona y formaldehdo, solubles en este disolvente. Para la absorcin de COVs hidrfobos se

puede utilizar un bloque de co-polmero disuelto en agua, que deber ser regenerado o tratado de

forma adecuada, una vez utilizado.

El control de partculas se realiza por impacto de stas contra el relleno, al pasar la corriente de

gas a travs de este material. El lquido, en su cada sobre el material de relleno, recolecta las

partculas impactadas y contina su descenso por la cmara hacia el drenaje en el fondo de la

torre. En algunos casos se emplean como eliminadores de niebla para retener partculas lquidas

arrastradas por el gas.

34

En general, estos dispositivos son ms apropiados para el control de gases que para el control de

partculas, debido a los altos requisitos de mantenimiento que se necesitan en este ltimo caso,

como consecuencia del manejo adicional de lodos, vlvulas, etc.

Torre empacada


Se estima que las eficiencias de remocin para contaminantes inorgnicos varan del 95 al 99 %.

En el control de COVs, los valores de eficacia dependen del sistema contaminante-disolvente y del

tipo de absorbente utilizado. En algunos casos se pueden lograr eficacias mayores del 99 %,

aunque en general varan del 70 hasta ms del 99%. Las eficacias de control en el control de

partculas pueden variar entre el 50 y el 95%, dependiendo de la aplicacin, tamaos de partculas,

gasto de disolvente, presin del lquido, etc.


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Las torres empacadas se utilizan tpicamente en la industria qumica, aluminio, coque, aleaciones

ferrosas, alimentos, agrcola y cromado por electro-plateado.


Las ventajas de las torres empacadas son:


2. Su construccin con plstico reforzado con fibra de vidrio permite operar en atmsferas

altamente corrosivas.

3. Se pueden lograr eficiencias de transferencia de masa relativamente altas.

4. Es posible variar la altura y/o el tipo de empaque para mejorar la transferencia de masa sin

necesidad de adquirir equipo nuevo.

5. La inversin inicial es relativamente baja.

6. Los requisitos de espacio son relativamente bajos.

7. Tiene capacidad para eliminar tanto partculas como gases.


Las desventajas de las torres empacadas son:

1. Puede resultar un problema el tratamiento del agua (o lquido) residual.

2. El producto residual se recolecta en hmedo.

3. Las altas concentraciones de partculas pueden ocasionar la obstruccin de los lechos o

placas y de los conductos.

4. Cuando se utiliza plstico reforzado con fibra de vidrio, tanto la instalacin como el lecho

son sensibles a la temperatura.

5. Los costos de mantenimiento son relativamente altos (limpieza generalmente manual).

Otras ligas



ndice

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NOMBRE DE LA TECNOLOGNOMBRE DE LA TECNOLOGNOMBRE DE LA TECNOLOGNOMBRE DE LA TECNOLOGAAAA

Lavadores VenturiLavadores VenturiLavadores VenturiLavadores Venturi


Los lavadores tipo Venturi se usan principalmente para el control de partculas. Aunque son

capaces de cierto control incidental de compuestos orgnicos voltiles (COVs), la aplicacin

principal de los lavadores tipo Venturi es el control de partculas y gases muy solubles.


Lavador tipo Venturi

Los lavadores tipo Venturi disponen de una garganta en el interior del conducto que obliga a la

corriente de gas a acelerarse al pasar por el estrechamiento. Dependiendo del diseo del lavador

es posible rociar el lquido sobre la corriente de gas antes de que el gas llegue a la garganta o

dentro de ella. En este ltimo caso, el aumento de la velocidad y la turbulencia del gas

37

ocasionados por la presencia de la garganta, provocan la atomizacin del lquido en forma de

pequeas gotas. Las partculas contenidas en el gas interaccionan con mayor facilidad con las

gotas. Superada la garganta, la mezcla se desacelera, producindose impactos que permiten la

aglomeracin de gotas y partculas.

Una disposicin comn consiste en la aplicacin posterior de un separador ciclnico o un

eliminador de neblinas, para la separacin de las partculas y el lquido.

REDUCCIONES DE EMISIONES AREDUCCIONES DE EMISIONES AREDUCCIONES DE EMISIONES AREDUCCIONES DE EMISIONES ALCANZADASLCANZADASLCANZADASLCANZADAS

Las eficacias de control de los lavadores tipo Venturi varan desde el 70 hasta ms del 99%,

dependiendo de la aplicacin. Se pueden recuperar partculas con dimetros aerodinmicos

comprendidos entre 0.5 y 5 m .

APLICACIOAPLICACIOAPLICACIOAPLICACIONES INDUSTRIALES TPICASNES INDUSTRIALES TPICASNES INDUSTRIALES TPICASNES INDUSTRIALES TPICAS

Los lavadores tipo Venturi han sido aplicados para el control de las emisiones de partculas

procedentes de calderas termoelctricas alimentadas con carbn, aceite, madera, y residuos

lquidos. Tambin se han empleado para el control de fuentes de emisin en industrias qumicas de

productos minerales, madera, pulpa y papel, de productos de piedra y manufactureras de asfalto,

industrias del plomo, aluminio, hierro, acero y acero gris e incineradores municipales de residuos

slidos. En general, los lavadores tipo Venturi se utilizan en los procesos en que es necesario

obtener altas eficiencias de recoleccin de partculas finas.


Las ventajas de los lavadores tipo Venturi son:

1. Pueden manejar polvos inflamables y explosivos con bajo riesgo.


3. Tienen relativamente pocos requisitos de mantenimiento.

4. Son de diseo sencillo y fciles de instalar.

5. La eficiencia de recoleccin puede ser variada.

6. Proporcionan enfriamiento para los gases calientes.

7. Los gases corrosivos y polvos se pueden neutralizar.

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Las desventajas de los lavadores tipo Venturi son:

1. El lquido efluente puede crear problemas de contaminacin del agua.


3. Existen probabilidades altas de tener problemas de corrosin.


5. El gas de escape puede requerir recalentamiento para evitar una pluma visible.

6. Las partculas recolectadas pueden ser contaminantes, y no ser reciclables.

7. El tratamiento del fango residual puede resultar muy caro.

Otras ligas



ndice

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Lavadores de orificioLavadores de orificioLavadores de orificioLavadores de orificio


Los lavadores de orificio se usan principalmente para el control de partculas, recogindose

fundamentalmente aquellas con dimetros aerodinmicos superiores a 2.5 m . Existen referencias de control de partculas de dimetro aerodinmico prximo a 2 m .


En los lavadores de orificio se enva la corriente de gas cargada de partculas hacia la superficie de

una pileta con lquido absorbente, a gran velocidad. A su paso por los orificios el gas arrastra al

lquido en forma de gotas. La velocidad y la turbulencia del gas aumentan al atravesar lo orificios,

incrementndose la interaccin entre las partculas y las gotas de lquido atomizadas.

Las partculas y las gotas impactan sobre una serie de deflectores que la corriente de gas

encuentra al salir del orificio y son as eliminadas de la corriente de gas. El lquido y las partculas

recogidas se drenan de vuelta desde los deflectores hacia la pileta de lquido por gravedad, en vez

de utilizar una bomba, como en los depuradores tipo Venturi, ya que la alimentacin de lquido se

produce desde el fondo del equipo.

Lavador de Orificio

40


Las eficacias de recuperacin de los lavadores de orificio varan del 80 al 99 %, dependiendo de la

aplicacin y el diseo del equipo. Este tipo de dispositivo recupera partculas casi exclusivamente

por inercia y difusin. Algunos dispositivos estn dotados de orificios ajustables para controlar la

velocidad de la corriente de gas.


Los lavadores de orificio se usan en aplicaciones industriales como:

procesamiento y embalaje de alimentos (cereales, harina, sal, azcar, etc.)

procesamiento y embalaje de productos farmacuticos

manufactura de productos qumicos, caucho, plsticos, cermica, y fertilizantes

procesos controlados, como secadoras, cocedores, operaciones de triturado y molido,

aspersin (recubrimiento de pldoras y barniz de cermica), ventilacin (respiraderos de

recipientes, operaciones de vaciado) y manejo de materiales (estaciones de transferencia,

mezclado, vaciado, embalaje).


Las ventajas de los lavadores de orificio son:



3. Requiere una proporcin relativamente baja de recirculacin de agua.

4. La eficiencia de recoleccin puede ser variada, segn las necesidades de control.

5. Proporciona enfriamiento para los gases calientes.

6. Se pueden neutralizar gases corrosivos y polvos.


Las desventajas de los lavadores de orificio son:

1. El lquido efluente puede crear problemas de contaminacin del agua

2. El producto retirado se recolecta en hmedo

3. Existe alta probabilidad de tener problemas de corrosin

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4. Se requiere proteccin contra el congelamiento

5. El gas de escape puede requerir recalentamiento para evitar una pluma visible

6. Las partculas recuperadas pueden ser contaminantes y no ser reciclables

7. El tratamiento del residuo fangoso puede ser muy costoso

Otras ligas



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Lavadores con Lecho de FibraLavadores con Lecho de FibraLavadores con Lecho de FibraLavadores con Lecho de Fibra

CONTAMINANTESCONTAMINANTESCONTAMINANTESCONTAMINANTES A LOS QUE SE APLICA A LOS QUE SE APLICA A LOS QUE SE APLICA A LOS QUE SE APLICA

Los lavadores con lecho de fibra se utilizan, principalmente, para recuperar partculas finas y/o

solubles. Tambin se pueden emplear como eliminadores de neblina, separando aerosoles lquidos

de compuestos inorgnicos (por ejemplo, la neblina de cido sulfrico) y de compuestos orgnicos

voltiles (COVs).


En los lavadores con lecho de fibra, el gas cargado de humedad pasa a travs de lechos o telas de

fibras de empaque, como vidrio soplado, fibra de vidrio, o acero. En su aplicacin a neblinas, las

fibras utilizadas pueden ser pequeas. Para el caso de partculas slidas las telas deben estar

compuestas de fibras gruesas y tener una fraccin alta de espacios libres, con el fin de reducir la

tendencia a la obstruccin. Las telas se rocan con lquido para facilitar la recoleccin de partculas,

que se depositan sobre las gotas y las fibras.


Las eficacias de control de los lavadores con lecho de fibra para neblinas de partculas y COVs,

por lo general, varan del 70 hasta ms del 99%, dependiendo del tamao de los aerosoles a ser

recolectados y del diseo del lavador y los lechos de fibra.


Los lavadores con lechos de fibra estn destinados al control de emisiones de aerosol en

industrias qumicas, de plsticos, de asfalto, de cido sulfrico y de recubrimiento de superficies.

Tambin se pueden utilizar para controlar las emisiones de neblinas lubricantes de maquinaria en

rotacin y neblinas de los tanques de almacenamiento. Los lavadores con lecho de fibra se

pueden aplicar corriente abajo de otros dispositivos de control, para eliminar la pluma visible.


Las ventajas de los lavadores con lecho de fibra son:

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20. Se produce el enfriamiento de gases calientes.

21. Es posible neutralizar gases corrosivos y polvo.



1. El lquido efluente puede crear problemas de contaminacin del agua.


3. Existe una probabilidad alta de tener problemas de corrosin.


5. Las partculas recolectadas pueden ser contaminantes y no ser reciclables.

6. El tratamiento del residuo fangoso puede resultar muy costoso.

Otras ligas



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Precipitadores Electrostticos en Hmedo Precipitadores Electrostticos en Hmedo Precipitadores Electrostticos en Hmedo Precipitadores Electrostticos en Hmedo ---- Tipo Placa Tipo Placa Tipo Placa Tipo Placa---- Alambre Alambre Alambre Alambre

CCCCONTAMINANTES A LOS QUE SE APLICAONTAMINANTES A LOS QUE SE APLICAONTAMINANTES A LOS QUE SE APLICAONTAMINANTES A LOS QUE SE APLICA

Se utilizan en el control de partculas con dimetros aerodin

curso contaminacion atmosferica

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