Separadores

SEPARADORES INDUSTRIALES:

Equipos especializados para separar partículas y elementos

contaminantes. Para reutilizarlos o simplemente para reducir el

residuo.

SEPARACIÓN

Operación que consiste en dividir una mezcla en al menos dos partes

de composición distinta. La separación es un proceso físico pero

a menudo implica procesos químicos.

Métodos de separación

Métodos físicos: estos métodos son aquellos en los cuales la mano del

hombre no interviene para que estos se produzcan.

Métodos mecánicos: en los que si interviene el hombre.

Decantación

Filtración

Centrifugación:

Destilación

Tamizado

Ciclones

Sedimentación

CICLONES

Es un método de retirar partículas del aire, gas o

flujo de líquido, sin el uso de un filtro de aire, utilizando

un vórtice para la separación.

FUNCIONAMIENTO

El gas se mueve en el interior del ciclón con una trayectoria de doble hélice. Inicialmente

realiza una espiral hacia abajo, acercándose

gradualmente a la parte central del separador

Y a continuación se eleva y lo abandona a través de

una salida central situada en la parte superior dejando

atrás las partículas.

TIPOS DE CICLONES

Usos en la industria de los ciclones

• utilizados en aserraderos • usados en refinerías de petróleo• En la industria del cemento • Las aspiradoras portables • En ventiladores de cocina industriales

o profesionales

• Pequeños ciclones son utilizados para el análisis de partículas contenidas en el aire libre

• Hidrociclones: Estos pueden ser usados para el tratamiento de aguas residuales

Destilación

Es el proceso que se utiliza para la separación de diferentes líquidos, o

sólidos que se encuentren disueltos en líquidos.

•Destilación simple•Destilación fraccionada•Destilación al vacío•Destilación por el arrastre de vapor

Existen diferentes tipos de destilación:

Destilación simple: El aparato utilizado para la destilación en el laboratorio es el alambique. Consta de un recipiente donde se almacena la mezcla a laque se le aplica calor, un condensador donde se enfrían los vapores generados, llevándolos de nuevo al estado líquido y un recipiente donde se almacena el líquido concentrado.

Destilación fraccionada:  La destilación fraccionada es un

proceso de destilación de mezclas muy complejas y con

componentes de similar volatilidad.

Este proceso se utiliza, no sólo para mezclas simples de dos componentes,

como alcohol y agua en los productos de fermentación, u oxígeno y nitrógeno en el aire líquido, sino también en el alquitrán de hulla y en el petróleo.

Destilación por arrastre de vapor: Es una técnica de destilación que permite la separación de sustancias

insolubles en H2O y ligeramente volátiles de otros productos no

volátiles.

Esta técnica se utiliza cuando los compuestos cumplen con las

condiciones de ser:

Ü volátiles inmiscibles en aguaÜ  presión de vapor bajaÜ  punto de ebullición alto (superior a 100°C)

Se emplea con frecuencia para separar aceites esenciales de tejidos

vegetales.

Industria cosmética y farmacéutica: perfumes, principios activos, etc.Industria de alimentos y derivadas: para todo tipo de bebidas, helados, galletas, golosinas, productos lácteos, etc.Industria de productos de limpieza y plaguicidas

SE UTILIZA EN:

Destilación al vacío:

Es un montaje muy parecido a los otros proseos de destilación, con la salvedad de que el conjunto se conecta a una bomba de vacío o trompa de agua.

Se emplea en diferentes aplicaciones como son: el

tratamiento de aguas, tratamiento de aguas residuales, la

recuperación de solutos, o la purificación de líquidos, entre

otras.

TAMIZADO

Consiste en separar

partículas sólidas de acuerdo a su

tamaño.

Se construyen con tela metálica, telas de seda o plástico, barras metálicas,

placas metálicas perforadas, o alambres dispuestos en

sección transversal triangular

Tamices y parrillas estacionarias

• Parrilla: enrejado de barras metálicas paralelas dispuestas inclinadamente.

• Rechazos ruedan por la parrilla y los finos pasar a través de él y se recogen en un colector.

• Separación entre barras: 2-8in.

TAMICES GIRATORIOS

• Constan de varios tamices acoplados unos sobre otros formando una carcasa.

• El tamiz más grueso se sitúa en la parte superior y el más tino en la inferior.

• Los tamices y la carcasa se hacen girar para forzar el paso de las partículas a través de las aberturas de los tamices.

• Vibraciones: mecánicas o eléctricas.• Vibraciones mecánicas: generadas por excéntricas

de alta velocidad.• Vibraciones eléctricas: generadas por solenoides.• Velocidad de vibraciones: 1800-3600 vib/min.

TAMICES VIBRATORIOS

Tamices centrífugos

• Cilindro horizontal de tela metálica o plástico.• Palas helicoidales impeles los sólidos contra el tamiz.• Partículas finas pasan a través del tamiz, rechazos

van a la descarga.• Plástico se expande con calor y produce cegado.

Tienen muchas aplicaciones en la industria alimentaría, por ejemplo en la separación de los cereales y las semillas de la arena, piedras de

pequeño tamaño e hierbas.Metalúrgica y farmacéutica.

TAMICES ROTATIVOS

Se utiliza en:

El tratamiento de aguas En la industria agropecuariaEn la industria papelera En la industria textilEn la industria mineraEn la industria alimentaria en general

FILTRACION

Filtración: es la separación de

partículas sólidas a partir de un fluido, el fluido puede ser un

liquido o un gas

FILTRACIÓN

SEPARACIÓN SÓLIDO-FLUIDO

CLASIFICACIÓN

OPERACIÓN

VACÍO AGUAS ABAJO

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

SOBREPRESIÓN AGUAS ARRIBA

PROCESO

CONTINUO

DISCONTINUO

MECANISMO DE FILTRACIÓN

CLARIFICANTES

TORTAS

Clasificación de los filtros de acuerdo a su operación

Sobre presión aguas arribaPresión atmosférica aguas

arribaVacío aguas abajo

Aplicaciones de los filtros de sobrepresión aguas arriba

Clarificadores de agua potableTratamiento de aguas residualesAguas madre con una gran cantidad de cristales

Existen filtros de sobrepresión aguas arriba continuos e intermitentes

Los filtros se dividen en dos grandes grupos según su mecanismo:

a)Filtros clarificadores b)Filtros de torta.

Los clarificadores retiran pequeñas cantidades de sólidos para producir un gas claro o líquidos transparentes, tales

como bebidas.

Los filtros de torta separan grandes cantidades de sólidos en forma de una

torta de cristales o un lodo.

Filtros Clarificadores

Limpieza de gases: para la limpieza de gases se ocupan filtros de barras, de lechos granulares, de bolsas las telas utilizadas para realizar este tipo de filtros son manta o fieltro.

Clarificación de líquidos

Filtro de cartucho: es utilizado para separar pequeñas cantidades de sólidos de los fluidos de proceso.

Mecanismo de torta

Filtros automáticos de prensa (discontinuo)

Son utilizados para cuando se cuenta con sólidos muy finos o líquidos viscosos

Filtro de carcasa y hojas (discontinuo)

Trabaja a presiones superior que el filtro anteriorRequiere memos mano de obraEs utilizado para filtración con coadyuvantes

Filtro discontinuo de vacío (nutcha)

Es usado para materiales corrosivosRequiere gran cantidad de mano de

obra

Filtro de tambor rotatorio (continuo de vacío)

Es usado cuando se tiene un solución gelatinosa

Filtro de cinta horizontal

Es usado para soluciones que contienen partículas sólidas gruesas que sedimentan rápidamente

Entre sus aplicaciones tenemos tratamiento de residuos y para verduras

Lavadores de gases (scrubber)

Lavadores de gases (scrubber)

Son métodos de separación o filtración utilizados para remover partículas y gases

simultáneamente, por intercepción de un líquido lavador.

Existen 5 tipos de torres clasificadas de acuerdo a su utilidad y eficiencia de colección (que van del

80 al 99 por ciento).

TORRE DE LAVADO (SCRUBBERS)

• Es un equipo que pude remover partículas ò gases (entre 0.2 y 10 micras) por impacto o intercepción con un liquido lavador.

• El principal mecanismo utilizado para remover polvo es aumentar el tamaño de las partículas para que estas sean removidas fácilmente.

• El mecanismo secundario consiste en atrapar las partículas de polvo en una película liquida para que sean arrastrados y removidos por la corriente liquida.

La mayoria de los lavadores crean un contacto gas- líquido seguida de una sección donde las partículas húmedas son removidas por fuerzas inerciales. las

partículas de polvo se ponen en contacto con gotas de líquido para producir un aglomerado partículas- liquido, para incrementan tanto la masa como en tamaño de

las partícula para que puedan ser más fácilmente removible a corriente gaseosa por separación inercial como por gravitación, choque, impulsión mecánica de

las gotas liquidas, etc

REQUERIMIENTO DE ENERGÍA

Los requerimientos de energía para que una torre lavadora alcance cierta eficiencia son a veces referidos, como la “potencia de contacto”. Bajo

este concepto se asume que el proceso de contacto entre la fase líquida y gaseosa se disipe

cierta potencia por la turbulencia generada por ambas fases. Este gasto de energía, al final

convertido en calor, puede ser expresado como potencia por unidad de flujo volumétrico de gas..

Eficacia de la potencia de contacto

• En general se puede decir que una potencia de contacto baja equivalente a cada de presión de 6 pulgadas de agua es necesario para remover el 100% de las partículas con tamaño mayor a 5 micras

• Una potencia de contacto medio, equivalente a una caída de presión de 10 a 12 pulgadas de agua, remueve partículas de 1 a 2 micras con eficiencia del 90%. En este caso de requerirse la remoción de partículas submicrónicas, digamos con un diámetro promedio de 0.4 micras, las caídas de presión serán mínimo de 35 pulgadas de agua para eficiencias entre 90% y 95%.

Tipos de torres lavadoras(torre rociadora)

• Es generalmente vertical y de sección circular. El líquido lavador cae por

gravedad, mientras que el gas contaminado fluye de abajo hacia arriba. El gas libre de partículas contaminantes sale por la parte superior de la torre. Con

el fin de aumentar la posibilidad de contacto del líquido lavador con las

partículas contaminantes.

•Es usado casi únicamente como tratamiento primario,

para disminuir la temperatura de los gases o remover partículas ente 5 y 10 micras. Eficacia del 80% y caida de presión 0.7-2.5

pulgada de agua

Torre lavadora de lecho empacado

• En esta, el líquido lavador también fluye hacia abajo, mientras que la corriente

gaseosa va hacia arriba abriéndose paso a través de un lecho ya sea de plástico,

cerámica, madera etc. La forma de material que conforma este medio puede

ser esférica o muy irregular.

• El principal objetivo es aumentar el contacto gas-líquido de un lavador, siendo mucho mejor, aquel lecho que proporciona el máximo de contacto con

la misma caída de presión. Las torres de lecho empacado se utilizan mucho para enfriamiento y

absorción de gas pero remueven partículas cuando están en concentración baja.

• Caída de presión de 1 a 10 pulgadaseficacia: 90%

Torre lavadora de lecho flotante

• La torre lavadora de lecho flotante es similar a la de lecho empacado solo que estas tiene varias capas de esferas u otros materiales granular de muy baja densidad el cual flota cundo la corriente del gas contaminado pasa a través del lecho, de abajo hacia arriba. Como en los casos anteriores, el líquido lavador es distribuido desde la parte superior de la torre.

• Diámetro de partículas removibles: >2.5 micras

• Caída de presión manométrica: 2-8 pulg. de agua

• Eficiencia: 95%

Torre lavadora centrifuga

• Esta torre lavadora tiene un principio similar al de un ciclón. El agua entra tan tangencialmente por la parte inferior y asciende en forma de vértice. Varios chorros de líquido lavador, también dirigidos en forma tangencial ayudan a aglomerar y propiciar el choque de este con las partículas.

• El sistema puede ser utilizado para absorber gases solubles como He NH3 y neutralizar SO2, H2S y otros sulfuros orgánicos, utilizando una solución alcalina que se puede recircular.

• Diámetro de partículas removidas: >5 micras

• Caída de presión.: 1-4 pulg. de agua

• Eficiencia: >90%

TORRE LAVADORA DE TIPO VENTURI

• Una torre lavadora de tipo ventura se considera como de alta capacidad de colección de partículas existiendo diversidad de diseños desarrollados últimamente.

• En esta el gas contaminado entra a una ventura en donde choca con el líquido lavador. En el cuello húmedo, a medida que los gases pasan por un orificio anular, se adquieren velocidades entre 3600 y 6000 m/min. (12000 a 20000 pies/min.)

• Debido a estas altas velocidades el líquido se pulveriza formando infinidad de gotas pequeñas. La gran diferencia entre la velocidad de la corriente gaseosa y la de las gotas finalmente divididas, aumenta la posibilidad de contacto partícula-gota de agua.

Lavador venturi

• La caída de presión en una torre lavadora de tipo ventura en alta, y aumenta a medida que se incrementa la velocidad de gas.

• La torre lavadora de tipo ventura tiene una aplicación casi exclusivamente para la remoción de partículas submicrónicas, generalmente con caídas de presión entre 10 y 60 pulg. de agua.

• Eficiencias de colección:>99%

• Caídas de presión: 10-60 pulg. de agua

Ventajas

o Eficiencias de colección altas para rangos muy amplios de partículas

o Mantenimiento simple por la sencillez de la operación.

o Se pueden remover gases corrosivos.

o Una de las ventaja es la de poder remover partículas y gases simultáneamente. También, en lugar de agua, se pueden utilizar soluciones ácidas o alcalinas para neutralizar los gases

Desventajas

o Se produce aglomeración o encostra miento en el interior del equipo.

o Se presenta erosión y corrosión

o Se produce vapor de agua que le da un aspecto blancuzco a la pluma, lo que hace creer que la pluma esta mas contaminada.

o La disposición de lodos es complicada.

o Otra de las desventajas de una torre lavadora es la remoción de las partículas del líquido lavador en el efluente. Esta separación debe hacerse por sedimentación centrifugación, etc., para no convertir un problema de contaminación atmosférica en una contaminación de aguas.

CENTRIFUGACIÓN

Se utiliza cuando se quiere acelerar la sedimentación. Se coloca la mezcla dentro de una centrifuga, la cual tiene un movimiento de rotación constante y rápido, lográndose que las partículas de mayor densidad, se vayan al fondo y las más livianas queden en la parte superior.

SEDIMENTACIÓN.

La sedimentación es una operación unitaria y consiste en separar el sólido del líquido de una

solución por medio de la gravedad.

Sedimentación libre: se produce en suspensiones de baja concentración de sólidos. Se sedimentan las partículas a su velocidad de

caída libre en el fluido.

EXISTEN DOS TIPOS DE SEDIMENTACIÓN:

Sedimentación por zonas: es para suspensiones concentradas. La velocidad

de sedimentación es menor que en la sedimentación libre..

DIAGRAMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

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