Fertilizante para el jardín. Detergente para platos junto al fregadero de la cocina. Electricidad para alimentar las luces de su espacio de trabajo. Estos son algunos ejemplos de la vasta y creciente «bioeconomía», que según algunos estudios supera los 4 billones de dólares estadounidenses. Se espera que el paso de una economía basada en los combustibles fósiles a una basada en la biología contribuya a la protección del clima y el medio ambiente, además de reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y hacer que nuestros recursos sean más asequibles, accesibles y sostenibles.
Los materiales de biomasa aparecen de forma evidente y sutil en productos, servicios e industrias cotidianos. Sus usos son tan diversos como las fuentes de biomasa, con tipos y variedades que van desde astillas de madera y serrín hasta residuos agrícolas o municipales e incluso algas.
La biomasa a veces requiere una conversión para poder aprovecharla. Es el proceso de conversión el que genera polvo y otros compuestos. La recogida de polvo de biomasa está diseñada para capturar y eliminar las partículas en suspensión generadas durante el procesamiento, la manipulación o el almacenamiento. El reto consiste en determinar el equipo y las modificaciones adecuadas para mantener los estándares de eficiencia y seguridad. Esto no es muy fácil debido a la gran variedad de materiales de origen de la biomasa.
Tipos de equipos de recolección de polvo utilizados en biomasa
Los equipos de recogida de polvo pueden incluir un filtro de mangas, un depurador húmedo, un ciclón o una tolva de carga, dependiendo del tipo de polvo que se deba recoger, de otros componentes presentes y del tipo de procesamiento. Por ejemplo, en una aplicación de combustión de madera diseñada para generar electricidad, un ciclón podría eliminar las brasas antes de que entren en el filtro de mangas (las brasas que entran en el filtro de mangas pueden incendiar las mangas).
Una planta de procesamiento de biogás puede utilizar un filtro de mangas y un depurador húmedo para controlar los olores o eliminar los gases ácidos. En este caso, el material seleccionado para el depurador húmedo debe estar a la altura de los retos que plantea el gas. Si contiene muchos ácidos, por ejemplo, eso descarta el acero al carbono, y las opciones son el acero inoxidable o la fibra de vidrio. Algunas instalaciones requieren dos filtros de mangas, uno para el secador y otro para la caldera. Dependiendo de la carga de partículas, las características de las partículas y la eficiencia de eliminación requerida, una combinación de venturi y depurador puede ser la solución.
Al cargar el producto seco resultante en vagones cisterna, camiones abiertos, barcos u otros medios de transporte, una tolva de carga puede ayudar a mitigar las nubes de polvo que se producen durante el proceso de carga para su retirada o envío. La tolva de carga se fija a la parte inferior de un silo o sistema de transporte. Las tolvas están diseñadas para camiones abiertos o pilas, carga de camiones cisterna o tolvas de carga combinadas. Cada situación es única.
Un filtro de mangas es uno de los tipos más comunes de equipos de captura de polvo de biomasa. El filtro de mangas filtra y recoge las partículas de polvo del flujo de aire utilizando diversos medios de filtración. A medida que el aire cargado de polvo pasa a través del medio filtrante, las partículas de polvo quedan atrapadas y se acumulan en la superficie del filtro, mientras que el aire limpio se descarga a la atmósfera, normalmente a través del ventilador de extracción. El tipo de filtro utilizado depende de la naturaleza y el tamaño de las partículas de polvo, la carga de partículas, la temperatura y el volumen de aire que se va a filtrar.
Una cámara de filtros puede ser una parte fundamental del proceso. Por ejemplo, una cámara de filtros puede utilizarse como receptor de filtro, que es un dispositivo de alto vacío utilizado en la transferencia neumática de materiales como dispositivo de recogida para separar el material del aire neumático. Estas cámaras de filtros especiales pueden soportar presiones más altas.
Para la recogida de polvo molesto, dependiendo del valor y la cantidad de partículas, un filtro de mangas capturará el polvo molesto para su eliminación o reciclará el producto de nuevo en la cadena de producción. Los sistemas de recogida de polvo también pueden capturar partículas en puntos de transferencia, como las cintas transportadoras. En general, los sistemas de filtros de mangas son versátiles y eficientes.
Consideraciones especiales para la captura de polvo durante el procesamiento de biomasa
Las consideraciones especiales que pueden afectar a la selección del equipo, las modificaciones o los medios filtrantes pueden incluir:
Características de combustión: Muchos tipos de biomasa son altamente combustibles y pueden suponer un riesgo de explosión si se encienden. Los ingenieros de diseño familiarizados con los materiales combustibles pueden incorporar características de mitigación de explosiones en el sistema de recogida de polvo para ayudar a prevenir o contener cualquier incidente. Esto puede incluir paneles de explosión, aparatos de detección de chispas, válvulas de aislamiento de explosiones, puesta a tierra y más. Por supuesto, es imprescindible realizar un mantenimiento adecuado y aplicar prácticas de limpieza industrial.
Naturaleza abrasiva del polvo: Algunos tipos de cenizas de biomasa pueden ser muy abrasivos. Esta abrasividad puede causar un desgaste significativo en los equipos de recolección de polvo. La selección adecuada de los materiales puede ayudar a crear un sistema más duradero capaz de soportar la naturaleza abrasiva del polvo.
Contenido de humedad: Los materiales de biomasa pueden variar en su contenido de humedad. La humedad puede acumularse en los conductos y filtros de un filtro de mangas, lo que provoca obstrucciones y reduce la eficiencia del rendimiento. El estiércol animal es un ejemplo de biomasa que puede tener un alto nivel de humedad si no se seca adecuadamente. El porcentaje de humedad es un factor crítico a la hora de diseñar un sistema de recogida de polvo, especialmente si la humedad no se presenta en forma de vapor.
Cantidad de cenizas: Al quemar biomasa, algunos tipos de biomasa pueden producir más cenizas que otros. La madera y las hojas de palmera entran en esta categoría. El nivel de cenizas previsto o conocido contribuye al factor de carga del colector de polvo.
Densidad aparente: La densidad aparente es uno de los factores que influyen en el dimensionamiento del colector de polvo. Cuanto más ligero es el material, menos probable es que caiga en la tolva. Los ingenieros de diseño deben seleccionar la velocidad intersticial correcta para que las cenizas caigan correctamente en la tolva, o cambiar la forma en que el polvo entra en el colector.
Gases condensados: Algunos procesos de biomasa pueden producir ácido en la corriente de gas. En forma de vapor, el gas pasa a través de las bolsas. Sin embargo, si se condensa y forma un líquido, los materiales pueden causar corrosión o daños en las bolsas. Para controlar esto, la temperatura debe mantenerse por encima del punto de rocío para que el ácido permanezca en forma gaseosa. Además, los gases condensables afectan al material seleccionado para las bolsas y las jaulas. Para entornos con alto contenido en ácido, la selección de materiales tenderá hacia el acero inoxidable, la fibra de vidrio o el Hastelloy, especialmente si se utiliza un depurador húmedo, ya que el gas se enfriará por debajo del punto de rocío y formará ácido líquido.
Control de temperatura y olores: Las combinaciones de depuradores húmedos Venturi se utilizan normalmente en procesos a alta temperatura para enfriar la corriente de gas (mediante enfriamiento rápido). Un depurador Venturi enfría el gas para reducirlo a la temperatura de saturación. También captura partículas o gases corrosivos. Por ejemplo, puede eliminar el amoníaco de una corriente de gas, una función que el filtro de mangas no puede realizar.
Una función adicional que realizan los depuradores húmedos es el control de olores. Se pueden añadir productos químicos cáusticos o hipoclorito de sodio al depurador para eliminar de forma significativa, si no total, el olor, dependiendo de la fuente. El estiércol de pollo es un ejemplo de biomasa que se convierte en un producto vendible, pero que tiene un olor fuerte.
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Autor: Al Moretti, director comercial del segmento Dry
Al lleva más de dos años trabajando con Sly y más de veinticinco en el sector de la recogida de polvo.