EPA-452/F-03-017
Hoja de Datos - Tecnologia de
Control de Contaminantes del Aire
Nombre de la Tecnologia: DepuradorTipo Venturi
Este tipo de tecnologia es una parte del grupo de controles para la contamination del aire llamados
colectivamente "depuradores en humedo." Los depuradores tipo venturi tambien son conocidos como
depuradores de chorro tipo venturi, depuradores por aspersion atomizadores de gas, y eyectores-
depuradores tipo venturi.
Tipo de Tecnologia: Remocion de contaminantes del aire por interceptacion inercial y difusion.
Contaminantes Aplicables:
Los depuradores tipo venturi son usados principalmente para el control de materia particulada (MP),
incluyendo MP menoro igual a 10 micras (urn) de diametro aerodinamico (MP10), materia particulada menor
o igual a 2.5 urn de diametro aerodinamico (MP25). Aunque son capaces de cierto control incidental de los
compuestos organicos volatiles (COV), los depuradores tipo venturi estan limitados a controlar MP y gases
con alta solubilidad (U.S. Environmental Protection Agency - EPA, la agenda de protection ambiental de
EE.UU., 1992; EPA 1996).
Limites de Emision Alcanzables/Reducciones:
Las eficiencias de recoleccion de los depuradores tipo venturi varian del 70 a mas del 99 por ciento,
dependiendo de la aplicacion. Las eficiencias de recoleccion son generalmente mas altas para la MP con
diametros aerodinamicos de aproximadamente 0.5 a 5 mm. Algunos depuradores tipo venturi estan
disenados con una garganta ajustable para controlar la velocidad de la corriente de gas y la caida de
presion. El aumento de la eficiencia del depuradortipo venturi requiere un incremento en la caida de presion
lo cual, a su vez, aumenta el consumo de energia (Corbitt, 1990; EPA, 1998).
Tipo de Fuente Aplicable: Punto.
Aplicaciones Industrials Tipicas:
Los depuradores tipo venturi han sido aplicados al control de las emisiones de MP proveniente de las
calderastermoelectricas, industriales, comerciales, e institucionales que son alimentadas con carbon, aceite,
madera, y residues liquidos. Tambien han sido aplicadas al control de fuentes de emision en las industrias
quimicas, de productos minerales, madera, pulpa y papel, de productos de piedra, y manufactureras de
asfalto; las industrias del plomo, aluminio, hierro y acero, y acero gris; y a los incineradores municipales de
residues solidos. Tipicamente, los depuradores tipo venturi son aplicados dondeesnecesarioobtener altas
eficiencias de recoleccion para MP fina. Por lo tanto, estas son aplicables para controlar las fuentes de
emisiones con altas concentraciones de MP menor de una micra (EPA, 1995; Turner, 1999).
Caracteristicas de la Corriente de Emision:
a. Flujo de Aire: Las proporciones del flujo de gas tipicas para una unidad depuradora tipo venturi
con una sola garganta son de 0.2 a 47 metros cubicos a condiciones estandares porsegundo
(m3/s) (500 a 100,000 pies cubicos a condiciones estandares por minuto (scfm)) (EPA, 2002).
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b. Temperatura: La temperaturas de entrada suelen estar dentro del rango de 4 a 400°C (40 a
750 °F) (EPA, 2002).
c. Carga de Contaminantes: Las cargas de contaminantes del gas de desecho pueden variarde
1 a 115 gramos por metro cubico a condiciones estandares (g/m3) (0.1 a 50 granos por pie
cubico a condiciones estandares (gr/scf)) (Turner, 1999; Dixit, 1999).
d. Otras Consideraciones: En situaciones en donde el gas de desecho contiene tanto
particulados como gases a sercontrolados, los depuradores tipo venturi a veces son utilizados
como un dispositive de pre-tratamiento, removiendo la MP para evitar la obstruction de un
dispositive corriente abajo, tal como un depurador con lecho empacado, el cual disenado para
recolectar principalmente a los contaminantes gaseosos.
Requisites de Pre-tratamiento de la Corriente de Emision:
Generalmente, no se requiere un pre-tratamiento para los depuradores tipo venturi, aunque en algunos
casos el gas de desecho es humedecido para reducir la temperatura en los depuradores fabricados con
materiales que son afectados por temperaturas altas (Dixit, 1999).
Informacion de Costos:
Los siguientes datos son los ranges de costo (expresados en dolares del 2002) para los depuradores en
humedo tipo venturi de diseno convencional bajo condiciones tipicas de operacion, desarrollados usando
el Manual de Costos de Control de Contamination de la EPA. Para el proposito de calcular el ejemplo de
efectividad de costo, se supone que el contaminante utilizado es MP a una carga de entrada de
aproximadamente 7 g/m3 (3 gr/scf) y que la eficiencia de control es del 99%. Los costos no incluyen los
costos de ventiladores y bombas para el tratamiento o desecho del solvente usado o residues. Los costos
reales pueden sersustancialmente mas altos que en los ranges mostrados para aplicaciones que requieren
materiales costosos, solventes, o metodos de tratamiento. Como regla, las unidades mas pequenas
controlando una corriente de baja concentration de desecho seran mucho mas costosas (por unidad de
proportion de flujo volumetrico) que una unidad grande limpiando un flujo con una carga alta de
contaminantes.
a. Costo de Capital: $5,300 a $45,000 por nf/s, ($2.5 a $21 por scfm)
b. Costo de Operacion y Mantenimiento: $9,300 a 254,000 por m3/s, ($4.4 a $120 por scfm),
anualmente
c. Costo Anualizado: $12,000 a $409,000 por m3/s, ($5.7 a $193 por scfm), anualmente
d. Efectividad de Costo: $77 a $2,600 portonelada metrica ($70 a $2,400 portonelada corta),
costo anualizado portonelada por ano de contaminante controlado.
Teoria de Operacion:
Un depuradortipo venturi acelera la corriente del gas de desecho para atomizarel liquido depurador y para
mejorar el contacto entre el gas y el liquido. En un depuradortipo venturi, una section de "garganta" es
construida en el interior del ducto la cual forza a la corriente de gas a acelerarse a medida que el ducto se
estrecha y enseguida se expande. A medida que el gas entra en la garganta tipo venturi, tanto la velocidad
como la turbulencia del gas aumentan. Dependiendo del diseno del depurador, el liquido depurador es
rociado dentro de la corriente de gas antes de que el gas se encuentre con la garganta tipo venturi, o en la
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garganta, o hacia arriba en contra del flujo de gas en la garganta. Entonces, el liquido depurador es
atomizado en pequenas gotas por la turbulencia en la garganta y la interaction entre las gotas y las
particulas se aumenta. Algunos disenos usan aspersiones suplementarias atomizadas hidraulicamente o
neumaticamente para acrecentar las creation de gotas. La desventaja de estos disenos es que se requiere
un suministro de liquido limpio para evitar la obstruction (EPA, 1998; AWMA, 1992; Corbitt, 1990).
Despues de la section de la garganta, la mezcla se desacelera, e impactos posteriores ocurren causando
la aglomeracion de gotas. Una vez que las particulas han sido capturadas por el liquido, la MP humedecida
y las gotas de liquido en exceso son separadas de la corriente de gas por una section de arrastre que suele
consistirde un separadorciclonico y/o un eliminadorde neblina (EPA, 1998; Corbitt, 1990).
Los disenos actuales para los depuradores tipo venturi generalmente utilizan el flujo vertical de gas hacia
abajo a traves de la garganta tipo venturi e incorporan tres puntos principales: (1) una section de entrada
de acercamiento en humedo o pared inundada para evitar una acumulacion de polvo en una intersection
entre lo seco y lo humedo; (2) una garganta ajustable para la garganta tipo venturi para proveer ajuste de
la velocidad del gas y la caida de presion; y (3) un codo inundado localizado por debajo del venturi y
adelante del separador por arrastre, para reducir el desgaste por las particulas abrasivas. La garganta
venturi a veces es recubierta con una capa refractoria para resistir la abrasion por las particulas de polvo
(Perry, 1984).
Ventajas: Las ventajas de los depuradores tipo venturi incluyen (Cooper, 1994):
1. Pueden manejar polvos inflamables y explosives con bajo riesgo;
2. Pueden manejar neblinas;
3. Un mantenimiento relativamente bajo;
4. Simple en diseno y faciles de instalar;
5. La eficiencia de recoleccion puede servariada;
6. Proporcionan enfriamiento para los gases calientes; y
7. Los gases corrosives y polvos pueden ser neutralizados.
Desventajas: Las desventajas de los depuradores tipo venturi incluyen (Perry, 1984; Cooper, 1994):
1. El liquido efluente puede crear problemas de contamination del agua;
2. El producto de desecho se recolecta en humedo;
3. Un alto potential de problemas de corrosion;
4. Se requiere protection contra el congelamiento;
5. El gas de escape puede requerir recalentamiento para evitar una pluma visible;
6. La MP recolectada puede estar contaminada, y puede no ser reciclado; y
7. Desecho del fango residual puede ser muy costoso.
Otras Consideraciones:
Para las aplicaciones en MP, los depuradores en humedo generan residues en forma de una pasta aguada.
Esto crea la necesidad tanto del tratamiento de aguas residuales como de la disposition de residues solidos.
Inicialmente, la pasta aguada es tratada para separar el residue toxico del agua. El agua tratada puede
entonces ser reutilizada o descargada. Una vez que el agua es removida, el residue resultante estara en
forma solida o en forma de una pasta aguada. Si el residue solido es inerte y no toxico, por lo general puede
serdesechado en un relleno sanitario. Los residues toxicos tendran procedimientos mas estrictos para su
disposition. En algunos casos el residue solido puede tener algun valor y puede ser vendido o reciclado
(EPA, 1998).
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Referencias:
Avallone, 1996. "Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers," edited by Eugene Avallone and
Theodore Baumeister, 10th Edition, McGraw-Hill, New York, NY, 1996.
AWMA, 1992. Air & Waste Management Association, Air Pollution Engineering Manual, Van Nostrand
Reinhold, New York.
Cooper, 1994. David Cooper and F. Alley, Air Pollution Control: A Design Approach, 2nd Edition, Waveland
Press, Prospect Heights, IL, 1994.
Corbitt, 1990. Standard Handbook of Environmental Engineering, edited by Robert A. Corbitt, McGraw-Hill,
New York, NY, 1990.
Dixit, 1999. MandarDixit, Misonix, Inc., (516) 694-9555, personal communication with Eric Albright, May 25,
1999.
EPA, 1992. U.S. EPA, Office of Air Quality Planning and Standards, "Control Technologies for Volatile
Organic Compound Emissions from Stationary Sources,"EPA 453/R-92-018, Research Triangle Park, NC,
December, 1992
EPA, 1995. U.S. EPA, "Compilation of Air Pollutant Emission Factors," AP-42, Volume I, Research Triangle
Park, NC, January, 1995.
EPA, 1996. U. S. EPA, Office of Air Quality Planning and Standards, "OAQPS Control Cost Manual," Fifth
Edition, EPA 453/B-96-001, Research Triangle Park, NC February.
EPA, 1998. U.S. EPA, Office of Air Quality Planning and Standards, "Stationary Source Control Techniques
Document for Fine Particulate Matter," EPA-452/R-97-001, Research Triangle Park, NC, October.
EPA, 2002. U.S. EPA, Office of Air Quality Planning and Standards, OAQPS EPA Air Pollution Control Cost
Manual, Section 6 Chapter 2, EPA 452/B-02-001. Research Triangle Park, NC.
http://www. epa. aov/ttn/catc/dir1/cs2ch3. pdf
Perry, 1984. "Perry's Chemical Engineers' Handbook," edited by Robert Perry and Don Green, 6th Edition,
McGraw-Hill, New York, NY, 1984.
Turner, 1999. Tom Turner, Turner Envirologics, (800) 933-8385, personal communication with Eric Albright,
May 26, 1999.
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