Cámaras de sedimentación


Las cámaras de sedimentación emplean la fuerza de la gravedad para separar las partículas más gruesas. El gas residual entra en una cámara en la que diminuye su velocidad pudiendo sedimentar las partículas más gruesas y densas en una tolva de recolección. Se usan usualmente como tratamiento previo a otros tratamientos para eliminar la fracción más gruesa de el material en suspensión. Son utilizados para la captura de partículas de diámetro mayor de 10 μm, aunque sólo atrapan de manera efectiva a partículas de más de 50 μm.

Las ventajas de estos equipos radican en los bajos costos de mantenimiento (no tienen partes móviles) y de operación (pérdidas de presión mínimas), la baja velocidad del gas no produce abrasión y muy pocas limitaciones en temperatura de operación y carga residual del efluente. En contra, son equipos de un volumen considerable, no pueden manejar materiales pegajosos, y la baja eficiencia que presentan para partículas medianas y pequeñas.

El diseño de estos equipos es muy sencillo, debemos evaluar la velocidad de las partículas en su caída con respecto a la velocidad del gas, de manera que si las partículas tienen tiempo para sedimentar, es decir, recorrer la altura hasta la tolva de recolección, en la longitud de la cámara, entonces la partícula quedará atrapada. En caso contrario la partícula será arrastrada por la corriente gaseosa.

Para el desarrollo del modelo se admiten las siguientes simplificaciones:

- La velocidad es igual en cualquier punto de la cámara, tanto para el gas como para las partículas que arrastra, en su componente horizontal.

V = Q/(b*h)

Q Caudal volumétrico
b*h Área de la sección del sedimentador
 

- La componente vertical de la velocidad de las partículas viene determinada por la velocidad terminal provocada por la gravedad y regida por la ley de Stokes.

Vt=g*D2*(ρp -ρf)/18*μf

Vt Velocidad terminal de caída
g Constante aceleración de la gravedad
D Diámetro de la partícula
ρp, ρf Densidad de la partícula y densidad del agua, respectivamente
μf Viscosidad del fluido
 

- Cuando una partícula llega al fondo, en ningún caso es resuspendida.

- Las partículas no interactúan entre sí.

- La mezcla es perfecta en cada sección perpendicular al flujo, de manera que, la concentración no varía en una misma sección, pero a lo largo del sedimentador, según se van deponiendo las partículas, la concentración decrece.

Con todas estas consideraciones, calculamos la siguiente ecuación para la penetración (fracción de partículas que no quedan capturadas en el sedimentador), para cada diámetro de partícula:

Ln (C/Co) = - [L*g*D2*(ρp-ρf)]/(H*V*18μf)

C/Co Penetración, concentración a la salida dividido entre concentración inicial

L Longitud del sedimentador

H Altura del sedimentador

V Velocidad del gas

De esta manera el dimensionamiento de una cámara de sedimentación dependerá del caudal de gas a tratar (a más caudal mayor sección para que la velocidad se encuentre entre 3 y 0,1 m/s) y de la eficiencia y el tamaño de partícula que queramos separar (una mayor longitud conseguirá las mayores eficiencias). Como normalmente son usados como un pretratamiento para el enfriamiento del gas y la eliminación de las partículas más gruesas, no se usarán longitudes descomunales para mejorar la eficiencia con partículas pequeñas.

Estos mecanismos están siendo sustituidos por ciclones, debido a su mayor eficiencia y menor volumen.


 
Quiénes somos     Aviso Legal      Política de Privacidad    Publicidad
Pregunta a Miliarium      Boletín Informativo
(c) 2001, 2004 Miliarium Aureum, S.L.