Tecnología de control de emisiones de GEA Precipitador electrostático de GEA (tipo seco y húmedo)

Los precipitadores electrostáticos GEA proporcionan un excelente rendimiento para distintas aplicaciones de procesos industriales.

GEA fabrica precipitadores electrostáticos para limpieza de procesos industriales desde hace muchos años. Ha suministrado más de 12 000 unidades a empresas de todo el mundo. GEA, como proveedor preferente de tecnologías de control de contaminación atmosférica, ofrece diseños de sistemas innovadores y controles de microprocesador avanzados, además de actualizar y recrear constantemente sus estrategias de mejora para las circunstancias del cliente. Se recomiendan varias tecnologías para garantizar la precipitación de partículas y aerosoles. GEA tiene la capacidad de acudir a todas las tecnologías de filtración probadas y seleccionar la más efectiva y asequible en función de la aplicación respectiva para cumplir las necesidades del cliente.

 

Una de las aplicaciones más frecuentes para separación del polvo a temperaturas de hasta 450 °C en varias industrias de procesos.

En el caso de un alto contenido de sólidos, las boquillas atomizadoras incorporadas se pueden utilizar para atomizar continuamente hacia el precipitador, con el fin de evitar que se formen depósitos de lodo en los electrodos captadores. La atomización incrementa la película de líquido en los electrodos captadores y reduce su contenido de sólidos.

General

Las partículas de polvo o las gotas que contiene el flujo de gas recogen una carga eléctrica negativa de los electrodos de descarga conectados a un bloque de alta tensión (T/R). Bajo la influencia de un potente campo eléctrico, las partículas migran a los electrodos captadores conectados a masa, donde se adhieren a su superficie y se descargan. La limpieza periódica de los electrodos está asegurada por los correspondientes dispositivos de limpieza. Las capas de depósitos acumulados caen o fluyen a las tolvas o bandejas dispuestas debajo de la cámara de recogida. Desde aquí, la descarga y posterior transporte se realizan mediante dispositivos mecánicos o neumáticos y bombas, respectivamente. El gas sin procesar fluye a través de los interiores de distribución del gas dispuestos dentro de la capota de entrada cónica y se dirige hacia la sección de separación activa. De acuerdo con la eficiencia de recogida requerida del precipitador electrostático, el gas con polvo fluye a través de varias zonas de recogida dispuestas secuencialmente.

Principio de recogida

Las partículas de polvo suspendidas en el gas están cargadas eléctricamente y migran bajo la influencia de un campo eléctrico potente hacia los electrodos de captación, donde se depositan. Los electrodos de captación están conectados a masa por medio de la carcasa del precipitador. Los electrodos de descarga están suspendidos de los aisladores y tienen polaridad negativa.

Diseño del bastidor

ESP seco horizontal

El precipitador transporta una tensión de CC entre 20 kV y más de 80 kV, dependiendo del diseño del precipitador y la aplicación. En la proximidad inmediata de los electrodos de descarga, se producen descargas de corona gracias a la alta potencia del campo, liberándose electrones. Los iones negativos producidos en el gas cargan las partículas de polvo, que migran bajo la influencia del campo eléctrico hacia los electrodos captadores, donde liberan parte de su carga y son capturados. Los precipitadores horizontales de tipo seco están equipados con electrodos captadores que consisten de placas verticales en paralelo. Estas placas forman pasadizos en cuyo centro los electrodos de descarga están suspendidos de los aisladores. Las placas tienen una forma que proporciona zonas quiescentes para evitar que el polvo recogido sea desplazado hacia arriba y vuelto a atrapar por el caudal de gas. La construcción de la carcasa del precipitador varía según sean la aplicación y las dimensiones del precipitador. Los cálculos de diseño de la estructura se realizan con la ayuda de programas informáticos especialmente desarrollados para ello.

Las carcasas con un diseño de tipo bastidor son una solución probada, fiable y económica para los precipitadores horizontales. Los electrodos de descarga y captación están suspendidos de viguetas de techo tipo caja. Las cargas son transmitidas a través de columnas de sujeción desde los extremos de las viguetas del techo hacia la estructura de soporte del precipitador. El techo y las paredes laterales solo están diseñados para soportar la presión interna del precipitador y las fuerzas eólicas.

Un factor esencial a la hora de conseguir la máxima eficiencia de recogida es una distribución uniforme de los gases por toda la sección transversal del precipitador. Esto se asegura con un correcto diseño del precipitador. Esto queda garantizado por el diseño del conducto de transición de entrada del precipitador y la instalación de placas de deflexión y distribución de gas especialmente diseñadas. La experiencia obtenida con una amplia serie de pruebas de modelos de dos y tres dimensiones en nuestro laboratorio, y con las mediciones en plantas industriales operativas, han permitido establecer estándares de diseño que garantizan una distribución muy uniforme del gas con una reducida pérdida de presión y una mínima inversión en materiales. Esto se consigue por medio de placas perforadas con aberturas redondas y cuadradas, además de placas de distribución de tipo X. La placa tipo aleta deflexiona el flujo de gas inmediatamente en 90 grados antes de que entre en el precipitador, lo que permite reducir la longitud total de este.

 

Características

  • Distribución informe del flujo conseguida mediante paredes de distribución de gas especialmente diseñadas que están demostradas por modelado de CFD.
  • Uso de electrodos de descarga optimizados tipo ZT24
  • Golpeteo de los electrodos con un robusto sistema de martillo agitador colocado por encima respecto de los golpeadores magnéticos/superiores
  • Diseño fiable de aislador con funcionamiento a largo plazo
  • Alimentación de alta tensión con juegos de T/R y controladores
  • No se necesita inyectar amoníaco
  • Amplia experiencia en diseño de ESP y ejecución de proyectos para unidades FCC

El ESP húmedo presenta un tipo adicional de limpieza

Los precipitadores electrostáticos de tipo húmedo se emplean en atmósferas de gas saturado para que la precipitación de aerosoles alcance unos niveles mínimos de contaminantes en el gas limpio. El alquitrán, SO3 y TiO2 se eliminan de manera fiable. Para la limpieza, el flujo másico se dirige horizontalmente a través de los precipitadores electrostáticos de tipo húmedo, que están fabricados de materiales de alta calidad resistentes a la corrosión.

General

planta de limpieza de gases en húmedo con ESP húmedo

Descripción de imágenes:
1. Precipitador electrostático de tipo húmedo
2. Refrigerador de tubo en estrella
3. Lavador de caudal radial con venturi

El diseño de los sistemas de control de partículas con precipitador electrostático de tipo húmedo (WESP) pueden dirigir el flujo hacia arriba o abajo con respecto a donde el aire contaminado entra en el WESP durante el proceso de control de partículas. Unas varas giratorias y una placa perforada distribuyen uniformemente el flujo de gas en el interior del precipitador electrostático de tipo húmedo.

Los precipitadores electrostáticos de tipo húmedo GEA (WESP) utilizan una fuerza electrostática para eliminar las partículas. Se emplean para tratar caudales de gas con partículas de tamaño inferior al micrón, aerosoles y vapores. Los caudales de gas pueden incluir metales pesados como plomo, arsénico o cadmio; aerosoles ácidos condensados como trióxido de azufre (SO3), o compuestos orgánicos volátiles (VOC) condensados. El uso de fuerzas electrostáticas minimiza los costes de energía por comparación con otras tecnologías, que requieren grandes cantidades de energía para superar la resistencia al flujo de aire.

Los precipitadores electrostáticos de tipo húmedo se emplean en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen incineradoras de residuos peligrosos y médicos, refinado de metales, hervidores de recuperación en molinos de pasta de sulfito, tostadoras de cobre, plantas de ácido sulfúrico y secadores de madera que incluyan una placa de soporte orientada, una placa de aglomerado de densidad mediana, o secadores de molino de gránulos.

El WESP de GEA corresponde a un robusto diseño propietario. Tiene un exclusivo mecanismo de alineación para sujetar los electrodos rígidamente en su lugar. Esto reduce el tiempo de instalación y mantenimiento, y demuestra su rendimiento. La fuerza del campo se mantiene constante a altos niveles con un chispeo mínimo, lo que resulta en la máxima eficiencia disponible. Cuanto mayor es la fuerza de los campos electrostáticos, mayor es la velocidad de migración de las partículas (componente de velocidad hacia el tubo de recogida). El incremento de la velocidad de migración permite una mayor eficiencia de recogida de partículas con un área de recolección específica (SCA) más pequeña que con los precipitadores convencionales. Una SCA más pequeña significa que la unidad es más económica.

Los precipitadores electrostáticos de tipo húmedo GEA también se pueden diseñar con una sección de lavador con lecho empacado integrado para la eliminación de gas ácido. Esto hace que la unidad sea un sistema versátil para muchos contaminantes que tiene un rendimiento probado para cumplir los límites de emisiones más estrictos de la industria actual con la huella de espacio más pequeña disponible.

Diseño del bastidor

El precipitador electrostático de tipo húmedo GEA es de tipo vertical con la entrada de gas en la parte superior o inferior. Los dispositivos de distribución de gas están instalados por delante del campo eléctrico.

El precipitador vertical suele ser cilíndrico. En casos excepcionales, es posible construir precipitadores rectangulares.

En el caso de 2 precipitadores en serie, el gas pasa normalmente a través de la primera etapa de abajo hacia arriba y en la segunda etapa, de arriba hacia abajo. El gas de emisión se dirige a través de los tubos del precipitador con los electrodos de descarga suspendidos en cada eje vertical. Al aplicar una alta tensión, se produce un campo magnético que carga eléctricamente el aerosol y las partículas de polvo que, a su vez, migran a los tubos de recogida.

Todas las partes en contacto con el gas están recubiertas de plomo o revestidas con plástico o goma. Los materiales se seleccionan para adaptarse a los esfuerzos y temperaturas a que esté sometida la planta.

Principio de recogida

La superficie de recogida está formada por tubos redondos con una longitud máxima de hasta 6 m. La sección del material es de polipropileno (PP) o polivinilcloruro (PVC).

La superficie de ambos materiales recibe un tratamiento superficial especial. Esto permite que se forme una película de líquido continua sobre la superficie.

En el caso de precipitadores con diseño de tubos simples, estos están suspendidos de una placa superior y sellados con juntas tóricas. Los extremos inferiores de los tubos están instalados en una rejilla que permite una expansión sin restricciones.

El diseño más reciente del precipitador de tipo húmedo GEA incorpora un conjunto de tubos que consiste de segmentos prefabricados de PP. Para los precipitadores grandes se utilizan varios conjuntos separados.

El conjunto se monta en el taller y se instala en el sitio dentro de la carcasa del precipitador.

 

Características del precipitador electrostático de tipo húmedo GEA

características del precipitador electrostático de tipo húmedo

  • La aplicación de tubos de plástico permite el funcionamiento a una tensión máxima en el rango de chispeo. Las chispas no causan daños en los tubos de PVC o PP. La alta tensión permite una eficiencia considerablemente superior.
  • La carcasa, que puede ser de acero revestido de goma, acero recubierto de resina, acero revestido homogéneamente de plomo, o FRP, se puede construir para la presión negativa que se requiera.
  • El bastidor de soporte de alta tensión, incorporado en la parte superior del precipitador y al que están fijados los electrodos de descarga, suele estar revestido homogéneamente de plomo, al igual que el soporte asociado. El bastidor está suspendido de aisladores de aire purgado.
  • El bastidor inferior que guía los electrodos de descarga no está conectado al bastidor guía superior, sino que está apoyado en aisladores de aire purgado separados. Este bastidor también está recubierto homogéneamente de plomo.
  • Se consigue una distribución uniforme del gas por medio de una entrada central con rejillas de distribución de gas incorporadas.
  • Cada precipitador está equipado con juego de transformador / rectificador independiente.
  • A diferencia de los precipitadores de plomo, el diseño de GEA permite que una gran parte de la unidad se monte en taller. Esto reduce los costes y el tiempo de edificación en el sitio.
  • Los costes de mantenimiento y reparación de los precipitadores de tubos de plástico son bastante más bajos que los costes de los precipitadores de plomo.
  • La ubicación del precipitador es flexible. Puede ser embridado en un lavador, apoyado en un sistema de estructura de acero, o construido con un soporte cilíndrico sobre unos cimientos con forma de anillo.