EPA-452/F-03-049
Hoja de Datos - Tecnologia de Control
de Contaminacion del Aire
Nombre de la Tecnologia: Depurador de Orificio
Este tipo de tecnologia es una parte del grupo de controles para la contamination del aire llamados
colectivamente "depuradores en humedo." Los depuradores de orificio tambien son conocidos como
depuradores por aspersion auto-inducidos , depuradores por aspersion inducidos porgas, y depuradores
por arrastre.
Tipo de Tecnologia: Remocion de contaminantes del aire por interceptacion por inertia y difusion.
Contaminantes Aplicables:
Los depuradores de orificio se usan principalmente para el control de materia particulada (MP), incluyendo
la MP menoro igual a 10 micras (urn) de diametro aerodinamico (MP10), materia particulada menoro igual
a 2.5 um de diametro aerodinamico (MP25), y disminuyendo hasta la MP con un diametro aerodinamico de
aproximadamente 2 um (Avallone, 1996).
Limites de Emision Alcanzables/Reducciones:
Las eficiencias de recoleccion de los depuradores de orificio varian del 80 al 99 por ciento, dependiendo de
la aplicacion y el diseno del depurador. Este tipo de depurador se basa casi exclusivamente en la
interceptacion por inertia y difusion para la recoleccion de la MP. Algunos depuradores de orificio son
disenados con orificios ajustables para controlarla velocidad de la corriente de gas (Josephs, 1999; Corbitt,
1990; U.S. Environmental Protection Agency - EPA, la Agenda de Protection Ambiental en EE.UU., 1998;
Cooper, 1994).
Tipo de Fuente Aplicable: Punto.
Aplicaciones Industrials Tipicas:
Los depuradores de orificio son usados en aplicaciones industriales incluyendo el procesamiento y embalaje
de alimentos (cereales, harina, sal, azucar, etc.); procesamiento y embalaje de productos farmaceuticos; y
la manufactura de productosquimicos, caucho, plasticos, ceramica, y fertilizantes. Los procesos controlados
incluyen las secadoras, cocedoras, operaciones de triturado y molido, aspersion (recubrimiento de pildoras
y barniz de ceramica), ventilation (respiraderos de recipientes, operaciones de vaciado) y manejo de
materiales (estaciones de transferencia, mezclado, vaciado, embalaje). Los depuradores de orificio pueden
ser construidos como unidades de alta energia, pero la mayoria de los dispositivos son disenados para
servicio de baja energia. (American Air Filter International, AFF, 1999; Perry, 1984).
Caracteristicas de la Corriente de Emision:
a. Flujo de Aire: Las velocidades del flujo de gas tipicas para un depurador de orificio son de
0.47 a 24 metros cubicos a condiciones estandares porsegundo (m3/s) (1,000 a 50,000 pies
cubicos a condiciones estandares por minuto (scfm)) (AAF, 1998).
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b. Temperatura: En general, los depuradores de orificio pueden operar a temperaturas hasta
aproximadamente 150°C (SOOT) (Josephs, 1999).
c. Carga de Contaminantes: Los depuradores de orificio pueden aceptarflujos residuales con
cargas hasta 23 gramos por metro cubico a condiciones estandares (g/m3), o 10 granos por
pie cubico a condiciones estandares (gr/scf). Sin embargo, pueden aceptarse cargas mas
altas con una pre-limpieza.(Josephs, 1999).
Requisites de Pre-tratamiento de la Corriente de Emision:
Los depuradores de orificio generalmente no requieren de una pre-limpieza, a menos que el gas de desecho
contenga piezas grandes de desperdicios. El pre-enfriamiento puede hacerse necesario para los flujos de
gas de desecho a alta temperatura que aumenten la evaporation del liquido depurador (Josephs, 1999).
Informacion de Costos:
Los siguientes datos son los ranges de costo (expresados en dolares del cuarto trimestre de 1995) para los
depuradores de orificio en humedodediseno conventional bajo condiciones tipicasde operation, adaptados
a partirde los formatos para estimation de costos de la EPA (EPA, 1996) y referidos a la proporcion del flujo
volumetrico de la corriente de desecho tratada. Para el proposito de calcular el ejemplo de efectividad de
costo, el contaminante se supone como materia particulada a una carga de aproximadamente 7 g/m3 (3
gr/scf). Los costos no incluyen los costos de pos-tratamiento o desecho del solvente usado o residue.
Los costos pueden ser mas altos que en los ranges mostrados para aplicaciones que requieren materiales
costosos, solventes, o metodosde tratamiento. Como regla, las unidades mas pequenas controlando un flujo
residual de baja concentration seran mucho mas costosas (por unidad de proporcion de flujo volumetrico)
que una unidad grande limpiando un flujo con una carga alta de contaminantes (EPA, 1996).
a. Costo de Capital: $10,000 a $36,000 por nf/s, ($5.00 a $17 por scfm)
b. Costo de Operacion y Mantenimiento: $8,000 a 149,000 por m3/s, ($3.80 a $70) por
scfm), anualmente
c. Costo Anualizado: $9,500 a $154,000 por m3/s, ($4.50 a $73 por scfm), anualmente
d. Efectividad de Costo: $88 a $1,400 por tonelada metrica ($80 a $1,300 por tonelada
corta), costo anualizado por tonelada por ano de contaminante controlado.
Teoria de Operacion:
Los depuradores de orificio forman una categoriade depuradores por aspersion atomizados por gas en los
cuales un tubo o un ducto de alguna otra configuration forma la zona de contacto entre el gas y el liquido.
La corriente de gas cargada de particulas es forzada a pasar sobre la superficie de una pileta de liquido
depuradora alta velocidad, arrastrandola como gotas a medida que entra en un orificio. La corriente de gas
que fluye a traves del orificio atomiza las gotas de liquido arrastradas esencialmente en la misma manera
que un depurador tipo venturi. A medida que la velocidad y la turbulencia del gas aumenta con el paso del
gas a traves del orificio angosto, la interaction entre la MP y las gotas de liquido atomizadas tambien
aumenta. Enseguida, la materia particulada y las gotas son entonces removidas de la corriente de gas por
impaccion sobre una serie de deflectores que la corriente de gas encuentra despues de salirdel orificio. El
liquido y la MP recolectados se
drenan de vuelta desde los deflectores hacia la pileta de liquido debajo del orificio (Perry, 1984; EPA, 1998).
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El liquido depurador es alimentado dentro de la reserva al fondo del depurador y mas tarde es re-circulado
desde los deflectores de separation del arrastre por medio de gravedad en vez de ser circulado por medio
de una bomba tal como en los depuradores tipo venturi. Muchos dispositivos que usan ductos con
interruptores automaticos de varias configuraciones son ofrecidos comercialmente. La ventaja principal de
este depurador es la elimination de una bomba para la recirculacion del liquido depurador (Perry, 1984;
EPA, 1998).
Ventajas:
Las ventajas de los depuradores de orificio incluyen (Cooper, 1994):
1. Pueden manejar polvos inflamables y explosives con poco riesgo;
2. Pueden manejar neblinas;
3. Una proportion relativamente baja de recirculacion del agua;
4. La eficiencia de recoleccion puede servariada;
5. Proporciona enfriamiento para los gases calientes; y
6. Los gases corrosives y polvos pueden ser neutralizados.
Des ventajas:
Las desventajas de los depuradores de orificio incluyen (Perry, 1984; Cooper, 1994):
1. El liquido efluente puede crear problemas de contamination del agua;
2. El producto residual se recolecta en humedo;
3. Alta posibilidad para 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 reciclable; y
7. La disposition de residue fangoso puede ser muy costosa.
Otras Consideraciones:
Para las aplicaciones con MP, los depuradores en humedo generan residues en forma de una pasta aguada
o fango humedo. 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
remanente estara en forma de solido o de pasta aguada. Si el residue solido es inerte y no toxico, por lo
general puede ser desechado en un relleno sanitario. Los residues toxicos tendran procedimientos mas
estrictos para su disposition. En algunos casos el residue solido puede tener valor y puede ser vendido o
reciclado (ERA, 1998).
Los depuradores de orificio suelen tener bajas demandas de liquido, puesto que usan el mismo liquido
depurador por periodos extensos de tiempo. Debido a que los depuradores de orificio son relativamente
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sencillos en diseno y por lo general contienen pocas partes movibles, la mayor preocupacion por
mantenimiento es la remocion del fango que se acumula al fondo del depurador. Los depuradores de orificio
raramente se drenan continuamente del fondo porque una reserva estatica de liquido depuradorse necesita
a toda hora. Por lo tanto, el fango se remueve por lo general por medio de un expulsor de fango que opera
como una cinta transportadora. A medida que el fango se asienta al fondo del depurador, cae encima del
espolsador y es transportada hacia arriba y fuera del depurador (EPA, 1998).
Los depuradores de orificio son relativamente sencillos en diseno y suelen tener pocas partes movibles,
aparte de un ventiladory posiblemente un expulsor automatico de fango (EPA, 1998; AAF, 1999).
Referencias:
AAF, 1999. AAF International, web site http://www.aafintl.com, accessed May 19, 1999.
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.
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.
Josephs, 1999. Dan Josephs, Wet Equipment Product Manager, AAF International, (502) 637-0313,
personal communication with Eric Albright, May 21 and 25, 1999.
Perry, 1984. "Perry's Chemical Engineers' Handbook," edited by Robert Perry and Don Green, 6th Edition,
McGraw-Hill, New York, NY, 1984.
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