Anatomía de un recolector de polvo

Phil Rankey, ingeniero senior de aplicaciones, y Tim Rosiek, gerente senior de productos, Parker Hannifin, División de Generación y Filtración de Gas Industrial. | 16 de febrero de 2023

Al considerar los equipos de recolección y filtración de polvo, existen diferencias en el equipo y sus filtros y accesorios que son críticos para realizar la extracción y filtración esperada de partículas que pueden estar suspendidas en el ambiente de trabajo industrial interior. Si bien la función esencial del equipo de recolección de polvo es la misma (piense en una aspiradora grande para capturar el polvo no deseado), el método de esta función y su efectividad pueden ser bastante diferentes y dependen de muchos factores.

Algunos de estos factores incluyen consideraciones de seguridad para los trabajadores, el medio ambiente, el equipo y las instalaciones. Elementos como el nivel de eficiencia del filtro, la construcción del medio filtrante, el tipo de contaminante, el método de recolección (en la fuente o generalmente en la habitación (ambiente) o área), la cantidad de flujo de aire requerido e incluso la velocidad de transporte de partículas. dentro del conducto todos deben tenerse en cuenta para cada sistema. También es posible que se requieran dispositivos adicionales, como equipos de monitoreo de partículas, ventilación de explosiones, sistemas de detección de chispas, dispositivos de supresión y filtración secundaria, para un sistema operativo exitoso que satisfaga las demandas de una aplicación en particular.

Otros factores pueden estar relacionados con la conveniencia, como la potencia de entrada disponible, el aire comprimido, la ubicación geográfica, la cantidad de espacio o los requisitos de huella, y la ubicación física de un colector de polvo debe planificarse en la etapa de diseño. Un sistema de conductos extenso en una instalación puede ser ideal para algunos, pero para otros que tal vez cambian las celdas de trabajo con frecuencia, podría ser un obstáculo tanto en términos de costo como de conveniencia.

Los equipos de recolección de polvo se pueden dividir en cuatro categorías principales:

1. Filtración por impacto. Este es el uso de algún tipo de medio de filtración para impedir físicamente que las partículas pasen el medio de filtración y es la solución más común utilizada para la captura y filtración de partículas.

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2. Filtración por agua. Como suena, el uso de este tipo de equipos obliga al polvo a ingresar a una zona regada teniendo que hacer un camino “traicionero”, el agua se utiliza para separar el polvo de la corriente de aire y obligarlo a sedimentarse o caer, hacia el área de recolección de la unidad.

La tecnología de medios coalescentes de profundidad saturada de Peach utiliza su estructura abierta y rígida y tres patrones de flujo para dirigir los líquidos profundamente dentro de los elementos. Los líquidos saturan el elemento y se fusionan y luego se drenan por gravedad, prácticamente eliminando los contaminantes en lugar de empañar la matriz.

3. Filtración por fuerza centrífuga. Nuevamente, un método muy simple, pero efectivo (hasta cierto grado de eficiencia) de usar la fuerza centrífuga (principalmente un colector de polvo en forma de ciclón) y la velocidad de la corriente de aire entrante para separar las partículas de la corriente de aire dejando esencialmente aire limpio para ser descargados de nuevo a la atmósfera.

Utilizado solo o junto con otro recolector de polvo, la fuerza centrífuga creada por el ciclón separa los contaminantes gruesos de las partículas finas y no visibles y expulsa aire limpio.

4. Filtración por carga electrostática. Los recolectores de este tipo usan una carga eléctrica para electrificar la corriente de aire (piense en pasar un globo por su cabello y luego pegar el globo a la pared) y luego hacen que el aire pase a través de placas con cargas opuestas para forzar que las partículas se "peguen" a esos platos de recolección. Luego, el aire limpio continúa su camino a través del colector y regresa al lugar de trabajo o a la atmósfera, según lo requiera la situación.

A diferencia de los filtros centrífugos, de bolsa o de caja que eliminan solo las partículas más grandes, el ESP carga eléctricamente los contaminantes grandes y microscópicos y luego los elimina de la corriente de aire que se acumula en las placas colectoras conectadas a tierra. El aire descargado resultante prácticamente no deja intacto neblina de aceite, humo o partículas peligrosas, liberando solo aire limpio del sistema.

Existen otros métodos de recolección y destrucción utilizados para gases y partículas extremadamente finas que incluirían oxidadores térmicos o incineradores, pero para mantener la discusión en la anatomía de los recolectores de polvo, nos contentaremos con estas cuatro categorías.

Lo que estos sistemas tienen en común es que todos utilizan un dispositivo mecánico de movimiento de aire (AMD), como un extractor de aire accionado eléctricamente, para estimular el aire circundante con partículas suspendidas para que sean aspiradas hacia el colector o su dispositivo de captura, de modo que las fuerzas del dispositivo puede actuar sobre la corriente de aire cargada de polvo para separar el polvo del aire utilizando los métodos descritos anteriormente.

Separar el polvo del aire mediante diversos métodos.

Cada uno de estos dispositivos tiene un área de entrada por donde el aire contaminado ingresa al dispositivo. Las áreas de entrada pueden ser parte del propio colector o tal vez algún tipo de campana colectora o brazos de extracción que se utilizan para ayudar a dirigir el aire para la captura más efectiva de partículas.

Los brazos de extracción de polvo se pueden conectar a equipos para un control y captura totalmente automatizados de contaminantes en el aire.

Cada dispositivo también tiene lo que comúnmente se denomina "lado sucio" del dispositivo de recolección donde la corriente de aire contaminado ha ingresado a la unidad. Es en esta zona donde uno de los métodos de limpieza mencionados actúa sobre la corriente de aire para separar el polvo del aire limpio. Hay casos, dependiendo del tipo de partículas, en los que se puede colocar una etapa de prefiltración o separación antes de la etapa de filtración principal, como un módulo de prefiltro, un módulo de entrada de abrasivo, un módulo de distribución de aire o un módulo de “aire sucio” extendido. plenum”, que se utilizan para eliminar partículas grandes y pesadas que se transportan en la corriente de aire para aumentar la eficiencia de separación y reducir la carga prematura de la etapa de filtrado principal.

Una etapa de prefiltración o separación colocada antes de la etapa de filtración principal anterior que se encuentra en el Parker DustHog SFC es un módulo de entrada abrasivo que se utiliza para eliminar partículas grandes y pesadas que se transportan en la corriente de aire para aumentar la eficiencia de la separación y reducir la carga prematura del etapa de filtrado principal.

Una vez que el método (ya sea medio, agua, centrífugo o electrostático) ha separado el contaminante de la corriente de aire, las partículas separadas se mueven a un área de recolección como tambores, contenedores de basura, tolva o se recirculan para su fácil eliminación y/o mantenimiento. .

Las áreas de recolección que se muestran arriba se denominan tambores.

Luego, el aire limpio pasa al “lado limpio” del colector, donde puede pasar por algún tipo de filtración secundaria (para tratamiento adicional) para aumentar la eficiencia de eliminación de partículas o quizás por un filtro posterior de carbón u otro tipo para el control de olores o similar. necesidad.

Una vez que el aire ha pasado por sus diversos métodos de filtración, ahora está listo para regresar al lugar de trabajo (si es deseable y adecuado) o para ser liberado a la atmósfera exterior como aire limpio. Se puede agregar postfiltración adicional al sistema de filtración primaria para garantizar que se capture el contaminante si pasa por alto el filtro primario. La postfiltración también se agrega como un nivel secundario de alta eficiencia para eliminar partículas submicrónicas y contaminantes antes de que el aire regrese a un espacio interior o se libere a la atmósfera. Se pueden emplear medidores mecánicos o sistemas de monitoreo de partículas para garantizar que las etapas de filtración primaria y secundaria estén en condiciones de funcionamiento correctas y no liberen partículas no deseadas a un espacio de trabajo o ambiente exterior.

Se utilizan medidores o sistemas de monitoreo de partículas para garantizar que el sistema de filtración esté en condiciones operativas correctas y no libere partículas no deseadas a un espacio de trabajo o ambiente exterior.

La unidad de recolección de polvo que abarca la filtración por impacto incluye casas de bolsas con bolsas filtrantes o filtros plisados ​​típicamente largos y de diámetro estrecho, recolectores de cartucho con filtros de mayor diámetro capaces de contener una gran cantidad de medios filtrantes, recolectores agitadores que tienen bolsas filtrantes con bolsillos y recolectores de medios. que contienen algún tipo y configuración de filtros ya sea en panel, caja, cartucho, bolsa u otra configuración. Cada uno de estos sistemas utiliza la ruta de resistencia inherente a través del medio para detener el paso de partículas y al mismo tiempo permitir el paso de aire limpio. Las unidades con mayor recolección de polvo dan como resultado una mayor resistencia a través de los filtros y, a menudo, están equipadas con mecanismos de limpieza de filtros, como impulsos de aire comprimido o agitación mecánica.

Las unidades de recolección que utilizan agua para la separación de polvo pueden ser redondas, rectangulares o cuadradas, pero todas tienen en común un área de retención de agua donde la corriente de aire entrante cargada de polvo se ve obligada a quedar atrapada en el agua y luego separarse, generalmente provocando la agua cargada de polvo tome un camino diferente al de la corriente de aire. Al aire se le quita el polvo y se le permite pasar a través del sistema de regreso al lugar de trabajo o al medio ambiente. Luego, el polvo se deposita en el fondo del colector como lodo que debe vaciarse o enviarse a un tanque de sedimentación para su futura eliminación. La naturaleza de estos colectores los hace especialmente adecuados para polvos metálicos potencialmente explosivos y contaminantes similares. Estas unidades tienen una caída de presión inherentemente alta, aunque constante, pero requieren un mantenimiento frecuente con reemplazo de agua y eliminación y eliminación de contaminantes húmedos. Además, se debe tener consideración y precaución al aplicar estos colectores a ciertos tipos de polvo, como el polvo y los finos de aluminio.

El colector más común que utiliza la fuerza centrífuga para limpiar una corriente de aire es el ciclón. Hay varias disposiciones y configuraciones de estas unidades. Estos colectores son muy eficaces para separar partículas grandes sin el uso de filtros o agua, pero no son tan eficientes como sus homólogos de medios. Por esta razón, en el entorno actual, es común agregar separación adicional, como medios y generalmente después del ciclón, para garantizar que el aire que regresa al ambiente o al lugar de trabajo esté tan limpio como se desee o requiera.

El colector más común que utiliza la fuerza centrífuga para limpiar una corriente de aire es el ciclón.

Los precipitadores electrostáticos (ESP) no tienen filtros de barrera, excepto los prefiltros y postfiltros de malla metálica. Utilizan cables cargados o ionizadores metálicos en la corriente de aire entrante para aplicar energía solo a las partículas (no a la corriente de aire), lo que las ioniza, brindando al colector ESP el beneficio de un menor consumo de energía. Estas partículas cargadas luego se recogen en placas colocadas aguas abajo a las que se les aplica una carga opuesta. Las unidades ESP son efectivas en partículas muy finas, incluyendo niebla de aceite y humo, y se han utilizado en las salas de máquinas de los barcos para limpiar el aire y reducir la acumulación de aceite inflamable. Los ESP no son efectivos en partículas grandes o en concentraciones elevadas, ya que las partículas no se cargarán adecuadamente y, por lo tanto, no se acumularán en las placas. El uso en aplicaciones de recolección de polvo es limitado. Los colectores ESP requieren la limpieza de las placas colectoras, lo que a menudo implicará un ciclón de lavado con agua o la extracción física de las placas para una limpieza fuera del sitio. Algunos sistemas de filtración ESP agregarán filtros finales de carbón o permanganato de potasio para abordar los olores.

Las unidades ESP son efectivas en partículas muy finas, incluyendo neblina de aceite y humo, y se han utilizado en las salas de máquinas de los barcos para limpiar el aire y reducir la acumulación de aceite inflamable.

El uso de cada uno de estos tipos de equipos varía tanto como cada aplicación, empresa, requisito y cualquier norma o reglamento local, estatal y federal requerido en cada aplicación específica. Un profesional de seguridad, un higienista industrial certificado o un especialista calificado en control de la contaminación industrial pueden ayudarlo a identificar, no solo el tipo específico de equipo de recolección de polvo que es mejor para una necesidad particular, sino también especificar las consideraciones adicionales para garantizar el mejor, más seguro y más arreglo efectivo para los objetivos operativos de la planta. El objetivo es siempre diseñar y proporcionar sistemas que promuevan lugares de trabajo seguros y saludables, soluciones que respalden una mayor productividad y estrategias que protejan las inversiones tanto humanas como mecánicas, todo ello manteniendo un aire limpio tanto para el lugar de trabajo como para el medio ambiente.

Phil Rankey es ingeniero senior de aplicaciones y Tim Rosiek es gerente senior de productos, Parker Hannifin, División de Generación y Filtración de Gas Industrial. (Lancaster, Nueva York). Para obtener más información, llame al 800-343-4048, envíe un correo electrónico a [email protected] o visite parker.com/airquality.

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