UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA F.A.I.C.A. ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL
PROCESOS Y OPERACIONES UNITARIAS AMBIENTALES I PRÁCTICA N° 6: CONTAMINACION ATMOSFERICA, TRATAMIENTO FISICO-SECO: CICLON
ALUMNAS: FLORES ROMERO ADRIANA CARMEN GONZALES GARAY CARMEN ALEJANDRA SURCO CHOQUENAIRA LUZ VERÓNICA
AREQUIPA-2018
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA, TRATAMIENTO FÍSICO-SECO CICLÓN
1. RESUMEN
Análisis el funcionamiento, asi como construcción y el diseño de un separador
4. INTRODUCCION
Gran cantidad de partículas sólidas se van al medio ambiente (material particulado) por diferentes tipos de actividades ya sea de manera natural o provocadas por el hombre, generando un desequilibrio en el ambiente, para ello existe una alternativa para poder retener esta partículas sólidas y son los “ciclones”, la eficacia de este va depender de la velocidad, la potencia, succión, tamaño de partícula, la gravedad específica y otros factores
Desde la antigüedad uno de los métodos más usados para separar polvo en suspensión en un gas, que generalmente es aire, es el ciclón. Ahora los ciclones ocupan un papel fundamental en el plano industrial y procesos de
ingeniería,
especialmente
referidos a separaciones mecánicas, donde intervienen el movimiento de partículas sólidas o gotas líquidas a través de un fluido. Los ciclones constituyen uno de los medios
Palabras Clave: Ciclón, Mesh, Merma
menos costosos de recolección de polvo, tanto desde el punto de vista de operación
2. ABSTRACT
como de la inversión. Los ciclones son
Large amount of solid particles are released into the environment (particulate material) by different types of activities either naturally or caused by man, generating an imbalance in the environment, for this there is an alternative to retain this solid particles and are The "cyclones", the effectiveness of this will depend on the speed, power, suction, particle size, specific gravity and other factors
Keywords: Ciyclone, Mesh Merma
básicamente construcciones simples que no cuentan con partes móviles, lo cual facilita las operaciones de mantenimiento y pueden ser diseñados para altas temperaturas que ascienden incluso a 1000|C y presiones de operación bastante altas.
5. FUNDAMENTOS BÁSICOS QUE SOPORTAN
LA
SESIÓN
PRÁCTICA 3. OBJETIVOS Objetivo especifico
Evaluar la eficiencia del CICLON.
Objetivos generales
Analizar
y
evaluar
el
comportamiento de los diferentes tipos separadores ciclónicos
CICLÓN Equipo utilizado para separar partículas sólidas suspendidas en el aire, gas o flujo de líquido, sin el uso de un filtro de aire, utilizando un vórtice para la separación. Los efectos de rotación y la gravedad son usados para separar mezclas de sólidos y fluidos. El método también puede separar pequeñas gotas de un líquido de un flujo gaseoso.
El Feeder ingresa de manera tangencial en el cual la velocidad va influir en la separación de los sólidos finos y gruesos Solidos finos son aquellas partículas bastante ligeras y que generalmente salen por underflow. Solidos gruesos son de gran tamaño que por su propio peso caen.
Separadores centrífugos
En el ciclón se da dos cosas: 1. el ingreso de dos o más tamaños de partículas a la capa del ciclón donde los finos por densidad y tamaño de partícula no solo caen sino que se forma otro borde y son fácilmente extraíbles 2. Los pesados por su propio peso van alrededor de la pared en cambio los finos no llegan a estar en la pared y se caen
= (
)
= = = =
En este caso vamos a probar que tan eficaz es trabajar con este equipo.
= = ( ) 6
Mesh
= ( ) 6
Para determinar la velocidad terminal igualamos fuerza de arrastre (Stokes) a fuerza centrífuga, procedimiento que nos lleva a la determinación de la velocidad de sedimentación de partículas en aire. MESH
1 = una pulgada Mesh = 8 Mientras se va tamizando de acuerdo al mesh las partículas finas se van a ir arriba y las partículas pesadas caerán El polvo que se va al aire se llama merma La forma helicoidal se da en cualquier ciclon de cualquier tamaño en una industria
Ley de Stokes: = 3
Igualamos 3 = ( ) 6
=
18
El ciclón es básicamente un equipo que remueve el material particulado de una corriente gaseosa basándose en el principio de impactación inercial.
Dónde: V = velocidad Terminal p = densidad particula d = diámetro Vc = velocidad tangencial n = viscosidad del gas r = radio
Eficiencia de un ciclón: =
2
=
especialmente referidos a separaciones mecánicas, donde intervienen el movimiento de partículas sólidas.
9
Donde: N = número de vueltas alrededor del eje (normalmente es 5) Wi = ancho del ingreso (m)
Los ciclones constituyen uno de los medios menos costosos de recolección de polvo, o partículas pequeñas, tanto desde el punto de vista de operación como de la inversi construcciones simples que no cuentan con partes móviles, lo cual facilita las operaciones de mantenimiento; pueden ser hechos de una amplia gama de materiales y pueden ser diseñados para altas temperaturas.
Contaminantes aplicables Los ciclones se usan para controlar material particulado,
principalmente
el
material
particulado de diámetro aerodinámico mayor de 10 micras (m). Hay sin embargo, ciclones de alta eficiencia, diseñados para ser efectivos con material particulado de diámetro aerodinámico menor o igual a 10 m y menor o igual a 2.5 m (MP10 y MP2.5) Aunque pueden usarse los ciclones para recolectar partículas mayores de 200 (m, las cámaras de asentamiento por gravedad o los simples separadores por impulso son
normalmente
satisfactorios
y
menos
expuestos a la abrasión.
6. MATERIALES Y MÉTODOS Materiales:
Desde la antigüedad uno de los métodos más usados para separar polvo en suspensión en un gas, que generalmente es aire, es el ciclón. Ahora los ciclones ocupan un papel fundamental en el plano industrial y procesos de ingeniería,
Plástico reciclado: Envase de forma cilíndrica Mangueras Suelo con diferentes tamaños de partícula Tamices 850, 250 y 63 mm.
Equipos:
Balanza analítica
partículas que fueron succionadas por la
Aspiradora
Configuración experimental de un separador:
parte superior del ciclón.
8. RESULTADOS FEEDER 46.43 27.98 21.91 2.03
> 20 # > 60 # > 230 # > 230 #
UNDER 23.04 1.53 0.48
OVER 23.39 26.45 21.43
0.06
1.97
25.11
73.24
98.35
Fc = Fs
Imagen. CICLON
=
7. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
= .. ..
Se construyó un ciclón el cual se obtuvo con materiales
reciclados
como
=
botellas,
. .
mangueras y un recipiente de forma = . %
cilíndrica, luego se procedió a pesar el suelo de construcción el cual tenía material de
9. RECOMENDACIONES
diferente tamaño de partícula para lo cual se utilizaron 3 tamices diferentes . Luego de
tamizar el suelo se pesó la cantidad obtenida de suelo pasante y no pasante, luego se utilizó el ciclón con el cual la fuerza de e succión de la aspiradora, la gran parte de
suelo cayó hacia el recipiente es decir la parte baja del ciclón, las partículas más pequeñas
fueron
succionadas por
la
aspiradora, estas son las que escapan del ciclón. El material que cayó a la parte
10. CONCLUSIONES
inferior del ciclón se tamizo y se pesó nuevamente, y se anotó los pesos actuales del material no pasante y pasante por cada tamiz, estos valores fueron colocados junto con los anteriores pesos en la tabla, finalmente se identificó el tamaño de las
Se debe tener en cuenta el ángulo de inclinación del Feeder, ya que debe ingresar de manera tangencial ya que en él la velocidad va influir en la separación de los sólidos finos y gruesos. Se recomienda utilizar un material transparente para la elaboración del ciclón para poder evidenciar el proceso de separación mientras el ciclón está en funcionamiento.
•
Se elaboró un ciclón a partir de materiales reciclados en el cual una botella PET opto la forma del cuerpo del ciclón, las mangueras como conductores para la deposición de materia y la absorción de aire.
•
•
•
Los tamices se emplearon con el fin de poder separar las partículas del suelo, la muestra se pasó dos veces por estos para luego pasar por el ciclón y ser identificados. Se utilizó el método de la separación aire-partícula utilizando el ciclón para la separación de partículas en un flujo de aire. Se obtuvieron los pesos del material particulado y se colocaron en una tabla diferenciando el antes de pasar y después de pasar por el ciclón.
Imagen 2: Tamices 850, 250 y 63 mm.
11. BIBLIOGRAFIA
Henry R. Bungay. ENVIRONMENTAL SYSTEMS ENGINEERING. Rensselaer Polytechnic Institute Troy, New York U. S.A. Strauss, W.& Mainwaring, S.Jj (2012). Contaminacion del aire. causas, efectos y soluciones - Ed.2 José L. Bahamondes. Diseño y Construcción de un Separador Ciclónico para la Industria Naval. Chile 2008
12. ANEXOS IMÁGENES
Imagen 1: Peso de suelo luego de pasar por los tamices
Imagen 3: Ciclón construido con botellas de plástico recicladas
