Optimización de la filtración de humos y polvo en la producción de acero con filtros con limpieza sin aire comprimido tipo Dantherm Filtration

Uno de los aspectos importantes con los que las acerías han tenido que enfrentarse tradicionalmente, es la minimización del impacto medioambiental generado por la gran producción de polvo y humos originados durante el proceso de transformación de metales. Prácticamente todas las áreas de una acería son susceptibles de emitir elementos contaminantes a la atmósfera.

Anteriormente se relacionaba la suciedad como algo intrínseco a una acería, pero hoy en día esto no es aceptable. En los últimos años las acerías han ido equipándose con sistemas de captación y separación de partículas sólidas en todas las áreas mencionadas. Estos equipos que empezaron siendo sistemas que utilizaban agua para dicha separación fueron sustituidos rá

pidamente por sistemas llamados de vía seca, es decir sistemas que se basan en un material sintético como elemento separador del flujo gaseoso de la carga sólida. Las razones del abandono de los sistemas que utilizaban agua son obvios, como son la dificultad del manejo de lodos, la generación de agua contaminada, y últimamente han quedado descartados dada su dificultad o imposibilidad de alcanzar los niveles de eficiencia de lo sistemas de vía seca.

 

Un punto importante a reseñar es el volumen de inversión que estos sistemas representan dentro del conjunto total de equipos de una acería, que es muy alto. Además el consumo energético de estos equipos es muy importante, por lo tanto la optimización de esta área en todos sus aspectos tiene una relevancia de primer orden, y por lo tanto conviene analizarla.

 

 

Objetivos a alcanzar

 

Los sistemas de aspiración y filtración deben cumplir varios objetivos, que principalmente son:

 

Mantener limpio el ambiente alrededor de los diversos puntos fuente de emisiones de polvo o humo. Para ello debe de ser eficiente el conjunto sistema de captación-caudal aspirado.

Permitir el correcto funcionamiento de ciertas instalacione

s como los hornos de arco etc. 

Separar la mayor parte de partícula en suspensión, con el objeto de cumplir la legislación vigente y en lo posible la futura.

 

Además, estos objetivos deben alcanzarse optimizando:

  • El consumo energético del ventilador principal
  • El consumo energético del sistema que el filtro utiliza para la limpieza del material filtrante
  • La vida útil del material filtrante.

 

Qué aporta el sistema Dantherm Filtration para alcanzar los objetivos descritos

 

Dentro de los filtros que hemos denominado de vía seca, es decir que utilizan un material sintético como barrera para separar la carga sólida del flujo gaseoso que la transporta, existen dos tipos diferenciados por la forma y disposición de los elementos filtrantes (mangas), y por el sistema utilizado para su limpieza. Estos tipos son:

  • Filtros de mangas cilíndricas verticales, que utilizan aire comprimido para la limpieza, que además es “on-line”.
  • Filtros de mangas planas y horizontales, que utilizan aire a contracorriente para su limpieza, y que además actúan “off-line”(Sistema Dantherm Filtration).

 

Las diferencias más importantes son:

 

1.- Dirección del flujo de gas a desempolvar

El flujo del gas a desempolvar, en el caso de las mangas verticales, entra por la tolva  de recogida de polvo, sube hacia las mangas, y sale limpio por la parte superior. Esto hace que las partículas de polvo que caen del filtro hacia la tolva deban vencer la corriente de gas sucio que sube hacia arriba, para decantarse. La realidad es que una parte importante del polvo, y sobre todo la que tiene un tamaño pequeño, no puede vencer esa corriente, con lo que queda en suspensión y moviéndose en un régimen turbulento en la zona inferior de las mangas, manteniéndolas más sucias que en la parte superior. De esta forma la velocidad de filtración es mayor arriba que abajo. Esta es una de las razones de que  cuando el filtro se para, todo ese polvo cae de golpe.

Para intentar paliar este problema, los filtros de mangas verticales necesitan una mayor separación entre las mangas que los filtros Dantherm Filtration. Esa es la razón por la q

ue ocupan más volumen para el mismo número de metros cuadrados de mangas.(Ver figura 1). 

 

 

 En el filtro Dantherm Filtration el gas sucio entra por arriba, baja hacia el filtro, y el gas limpio sale por el frente, decantando el polvo hacia la tolva. En este caso el polvo puede decantarse sin encontrar ninguna oposición, ya que no hay corriente en contra.(Ver figura 2).

 

 

2.- Sistema de limpieza 

En el caso de mangas cilíndricas y verticales, la limpieza se realiza por un impulso de expansión generado en las propias mangas por medio de aire comprimido. Esto es, la limpieza se hace por una sacudida mecánica de la manga, que hace que el polvo adherido a ella se separe iniciando su descenso hacia la tolva. Antes de depositarse en la tolva de recogida, el polvo tiene que evitar dos aspectos:

  1. Las mangas a limpiar no se aíslan del sistema de aspiración, por eso se dice que la limpieza es “on-line”. Dado que las mangas que son sacudidas, continúan estando en depresión, las partículas de polvo vuelven a adherirse a ellas, pero un poco más abajo.
  2. El aire sucio que va a filtrarse entra por debajo, con lo que el polvo debe vencer la corriente ascendente, del aire a ser tratado.

 

 

 

 Nuevamente las mangas en su zona inferior estén más

sucias que en la parte superior, siendo así una limpieza no uniforme. Esto se hace mas patente cuanta más longitud tienen las mangas.

 

Además la sacudida mecánica que ejerce el aire comprimido contra la manga afecta a su vida, ya que mecánicamente la somete a fuertes ciclos de compresión-extensión. Esto por si solo hace que la vida de las mangas sea limitada, pero si además se combina con un ambiente de humedad (que genera hidrólisis en el poliéster) u otros que afecten a las características mecánicas del material filtrante, pueden hacer que rápidamente el sistema de limpieza “rompa las mangas”.

 

En el caso de los filtros Dantherm Filtration, la limpieza se hace por medio de un ventilador de baja presión instalado en el mismo filtro. Dicho ventilador genera un caudal en sentido contrario al del flujo de gas (es decir, en contracorriente), sin someter al material filtrante a ningún esfuerzo mecánico. Además las mangas que están siendo limpiadas y las de su alrededor se han aislado del sistema de aspiración (sistema de limpieza off-line). Sólo por este hecho parte del polvo se desprende al cesar la aspiración en ellas, siendo más fácil para el sistema de limpieza desprender el resto de polvo, con lo que la limpieza es muy efectiva, ya que el polvo cae completamente hacia la tolva sin riesgo a ser “aspirada” por las mangas de su alrededor. (Ver figura 3).

 

En este caso el sistema de limpieza es auténticamente a contracorriente, con lo que la manga a ser limpiada no está sometida a ninguna solicitación mecánica (golpe,o impacto).

 

Además el coste energético demandado por el sistema de aire comprimido es muy superior al utilizado por el sistema Dantherm Filtration. La generación de aire comprimido energéticamente no es muy eficiente, es caro y además hace necesario la instalación de un compresor. Adicionalmente el aire comprimido genera el riesgo de introducir aire que no esté seco. En algunas aplicaciones, en las que el polvo ha separar tiene gran tendencia a pegarse o es altamente higroscopio, esto puede ser un problema importante.

 

La tecnología Dantherm Filtration es comercializada en exclusiva para España por Euro-Equip, ingeniería con más de 30 años de existencia y con la experiencia de más de 100 sistemas de aspiración vendidos en toda España.

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