Diseño y modelado virtual de un colector de partículas tipo scrubber para la industria de acero

Abstract

En la actualidad los parques industriales están en crecimiento, donde casi siempre se puede observar chimeneas, que son parte fundamental en los diferentes procesos industriales. Las disposiciones y normas legales que limitan las emisiones que son producidas por los incineradores y hornos son cada vez más estrictas, de modo que, para conseguir su cumplimiento, ha sido necesario desarrollar nuevas tecnologías para disminuir la contaminación en los sistemas de combustión. El objetivo principal de esta tesis fue presentar el diseño de un sistema colector de partículas y limpiador de aire que cumpla con el requerimiento de reducir las concentraciones de material particulado y contaminantes tales como NOx, SO2, y CO, los cuales se producen por la combustión en un horno de calentamiento de acero y que son descargados a la atmósfera por medio de una chimenea. Existen muchos sistemas diseñados para cumplir este objetivo, pero los lavadores de tipo húmedos son los más utilizados de los cuales, por múltiples razones se escogió el colector de partículas y lavador de gases tipo venturi. La capacidad de los venturi para manejar grandes volúmenes a altas temperaturas los hace muy atractivos para ser utilizados en muchas industrias ya que permiten la reducción de las emisiones de partículas y las concentraciones de los contaminantes antes citados, además por las facilidades que ofrece para su cálculo, construcción y mantenimiento. En el presente trabajo se describe el diseño de sistema lavador de gases conformado por dos “Contactores” de gas-líquido, los cuales son: la cámara de enfriamiento y el lavador venturi; por un “Separador” gas-líquido que es el ciclón y por un segundo “Separador” pero de líquido-sólido que es un filtro auto limpiante, además de la implantación de un nuevo circuito de ductos para el sistema, así como el cálculo de equipos auxiliares como el tanque de recirculación, dosificador, bombas, ventilador, juntas de expansión, etc. Las dimensiones y capacidades de los componentes del sistema de lavado fueron calculadas de acuerdo a las exigencias del sistema dependiendo de los factores de influencia como los rangos de velocidades, caída de presión y normas para el diseño. Cabe mencionar que el diseño del sistema se presenta en una vista tridimensional, con el fin de que sea más amigable a la vista de los inversionistas. Al final de este documento se incluye un análisis de resultados y de costos con la finalidad de brindar información complementaria que permita establecer la viabilidad de este proyecto.