ES2226566B1 - Sistema de limpieza de filtros electrostaticos. - Google Patents

Abstract

Sistema de limpieza de filtros electrostáticos, constituidos por una o más baterías (1, 2 y 3) de electrodos planos. El sistema incluye la inyección en el filtro de aire a presión, en forma de chorros dirigidos hacia los electrodos (4-5). El aire inyectado se distribuye a través de conducciones (10) que discurren próximas y paralelas a los electrodos (4 y 5) y disponen de difusores o boquillas (11) de salida, dirigidos hacia dichos electrodos.

Description

Sistema de limpieza de filtros electrostáticos.

La presente invención se refiere a un sistema de limpieza de filtros electrostáticos, constituidos por una o más baterías de electrodos planos paralelos.

Los filtros electrostáticos se utilizan desde hace mucho tiempo para la depuración de gases que contienen partículas sólidas en suspensión. En el funcionamiento de estos filtros se distinguen dos fases.

La primera fase consiste en captar el polvo contenido en los gases, para ello estas partículas se cargan eléctricamente al atravesar los campos eléctricos creados en el interior del filtro. Al tener carga eléctrica son atraídas por los electrodos, consiguiendo así eliminar los residuos sólidos que estaban en suspensión. Como resultado de esta primera fase se consigue depurar los gases y las partículas que han sido sustraídas de la corriente gaseosa quedan atrapadas en los electrodos del filtro.

La segunda fase tiene como objetivo el limpiar los electrodos del filtro, para que esta limpieza sea eficaz es necesario hacerla en intervalos de tiempo óptimos. Dependiendo de los gases que se quieran depurar, será conveniente esperar a que las partículas sólidas se aglomeren lo suficiente antes de proceder a su limpieza. De esta forma los agregados de partículas que se desprenden son mas pesados, y podrán ser más fácilmente recogidos por gravedad en la tolva de descarga que posee el filtro en su parte inferior.

El sistema de limpieza elegido debe ser lo suficiente efectivo para mantener los electrodos limpios, una mezcla ocasiona perdidas de rendimiento en el filtro, los electrodos al ensuciarse pierden poder de captación y por lo tanto no son capaces de recoger todas las partículas en suspensión. Como consecuencia, los humos que salen por la chimenea del filtro no estarían depurados como se desea. Por otro lado hay que tener en cuenta que estamos trabajando con un equipo entre cuyos electrodos puede existir un potencial superior a 30.000 Voltios y que en ocasiones los gases que circulan por él lo hacen a temperaturas mayores de 400ºC. En estas condiciones es recomendable que el sistema de limpieza diseñado provoque los menores movimientos posibles a los electrodos, sobre todo los de gran amplitud que podrían llegar incluso a provocar cortocircuitos en el campo eléctrico. También hay que evitar los movimientos repetitivos que generan estados de tensión cíclicos, estos esfuerzos generan fatigas en los materiales empleados y su rotura en los puntos más críticos.

En la actualidad existen tres sistemas de limpieza para este tipo de filtros:

Limpieza por martillos mecánicos. Consiste en diseñar un sistema mecánico que golpee automáticamente los electrodos del filtro, normalmente se trata de un eje que al girar arrastra un conjunto de masas conectadas a él, estas masas son las que golpean los electrodos del filtro actuando como martillos que son lanzados sobre las chapas.

Limpieza por vibración. En este sistema los electrodos de los campos eléctricos están conectados a vibradores neumáticos o eléctricos, estos dispositivos al ponerse en funcionamiento transmiten movimientos de frecuencia y amplitud variable a los electrodos que se quieren limpiar. De esta manera se consigue despegar las partículas pegadas.

Limpieza por bocinas acústicas. Los sonidos emitidos por estos dispositivos generan de manera indirecta vibraciones en los electrodos del filtro.

Los sistemas de limpieza descritos anteriormente resultan ineficaces cuando se quiere realizar la limpieza de filtros electrostáticos, que están trabajando con corrientes gaseosas que tienen una gran concentración de partículas sólidas en suspensión caracterizadas porque por su baja densidad, y por su facilidad para apelmazarse cuando la humedad existente supera ciertos límites.

En particular para depurar los humos generador en la fusión de fritas, el empleo de filtros electrostáticos presenta importantes ventajas sobre otros tipos de soluciones. Sin embargo, al probar con los sistemas de limpieza anteriormente mencionados los resultados obtenidas no fueron satisfactorios.

Por las características físicas de las partículas existentes en estos humos, cuando estas quedan pegadas a los electrodos del campo es muy difícil despegarlas recurriendo únicamente a la vibración o al golpeteo con martillo. Al ser la densidad de estas partículas muy baja, la energía que se les transmite mediante los sistemas anteriores no es suficiente para conseguir soltarlas del electrodo. Si a esto añadimos su comportamiento cohesivo en presencia de humedad, las soluciones anteriores quedan descartadas por no poder conseguir mantener los electrodos limpios durante periodos de funcionamiento superiores a 10 ó 15 días.

Además, los tres sistemas de limpieza antes citados transmiten movimientos vibratorios a los electrodos para desprender el polvo adherido. Estos movimientos provocaban esfuerzos de fatiga en los mecanismos de transmisión, en los soportes de los electrodos y en otros elementos aisladores del filtro. Como consecuencia, son frecuentes las paradas del equipo motivadas por rotura de algunas piezas sometidas a este tipo de esfuerzos. Estas vibraciones también modificaban las distancias relativas entre electrodos haciendo que el rendimiento del filtro sea menor de lo esperado.

El objeto de la presente invención es eliminar los problemas expuestos, mediante un sistema de limpieza que permita lograr una mayor eficacia y fiabilidad, respecto de los sistemas tradicionales, al mismo tiempo que desaparecen los problemas asociados con la vibración producida por los sistemas de limpieza antes comentados.

El sistema de limpieza objeto de la invención utiliza aire comprimido que se inyecta en el filtro en forma de chorro, a intervalos de tiempo prefijados, cuyos chorros van dirigidos hacia los electrodos. El aire a presión se distribuye a través de conducciones que discurren por dentro del filtro, próximas y paralelas a las baterías de electrodos. Estas conducciones disponen de difusores o boquillas de salida que quedan dirigidas hacia los electrodos. Los chorros de aire a presión que inciden en los electrodos despegan las partículas adheridas a los mismos de forma eficaz, sin provocar vibraciones en dichos electrodos.

El rango de aplicación para este sistema de limpieza es extensible a cualquier filtro electrostático. Dependiendo de las características físicas del polvo que se quiera recoger y de la propia geometría del filtro, se utilizarán unos parámetros de limpieza específicos en cada caso. Como parámetros a tener en cuenta serán la presión del aire, el caudal de aire/ciclo, el número ciclos/día, y la distancia de disparo.

La presión del aire dependerá fundamentalmente de las características físicas del polvo, pudiendo por ejemplo oscilar entre 2 Kg/cm^{2} y 9 Kg/cm^{2}.

En cuando al caudal de aire/ciclo, será variable, dependiendo de la geometría y diseño del filtro.

El número de ciclos/día depende de la concentración de polvo existente en el aire que se quiera limpiar.

En cuanto a la distancia de disparo, que será la distancia existente entre el punto de salida del aire el electrodo que se quiera limpiar, el rango de valores del mismo puede estar comprendido entre 5 cm y 90 cm, dependiendo en todo caso del diseño de la boquilla empleada, de la disposición de los electrodos y de la presión del aire.

Con el fin de conseguir una limpieza eficaz de los electrodos y minimizar las emisiones de polvo a la atmósfera durante los intervalos de limpieza, en el diseño del sistema se deben conocer previamente el valor de los parámetros definidos anteriormente.

Las conducciones de distribución del aire a presión estarán alimentadas desde un calderín o fuente de suministro de aire a presión, a través de electroválvulas neumáticas que serán las encargas de regular el caudal y los tiempos de suministro de aire.

Según una disposición preferida, las conducciones portadoras de los difusores o boquillas discurren paralelas a los cantos verticales de los electrodos.

Las características de la invención podrán comprenderse mejor con la siguiente descripción, hecha con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestra un ejemplo de realización no limitativo.

En los dibujos:

La figura 1 es un alzado lateral de un filtro electrostático, con tres baterías de electrodos, constituido de acuerdo con la invención y en el que se ha suprimido la pared anterior de la carcasa, para mostrar la composición y distribución del sistema de limpieza.

La figura 2 es una sección transversal del filtro, tomada según la línea de corte II-II de la figura 1.

La figura 3 es una sección en planta del filtro, tomada según la línea III-III de la figura 1.

La figura 4 corresponde al detalle B de la figura 3, a mayor escala.

En las figuras 1 y 2 se muestra un filtro electrostático que esta compuesto por tres baterías, referenciadas con los números 1, 2 y 3, en el sentido del flujo, representado por la flecha A de la figura 1. Cada una de estas baterías esta compuesta por una serie de electrodos planos positivos 4 y negativos 5, paralelos y verticales y situados en posiciones alternadas, estando el conjunto de electrodos de cada batería conectados a una fuente de alimentación eléctrica. El conjunto de baterías va cerrado en una carcasa 6 con una boca de entrada 7 y otra de salida 8 para el flujo de gases. La carcasa incluye además tolvas inferiores 9, en coincidencia con cada batería de electrodos, para la recogida y descarga del polvo que puede desprenderse de dichos electrodos.

Para conseguir este desprendimiento, de acuerdo con la invención, se inyecta en el filtro aire a presión que se distribuye a través de conducciones 10 que discurren por dentro del filtro, próximas y paralelas a las baterías de electrodos. Estas conducciones pueden discurrir paralelas a los cantos verticales de los electrodos 4 y 5 tal y como se aprecian en las figuras 3 y 4. Las conducciones 10 son portadoras de difusores o boquillas 11 que quedan dirigidas hacia los electrodos 4 y 5, para dirigir convenientemente el caudal de aire hasta los mismos. Las conducciones 10 pueden partir de calderines 12 que almacenan el aire, a la espera de ser utilizado, y que es proporcionado por ejemplo a partir de un compresor que proporcionará la presión y caudal necesarios para la limpieza.

La alimentación de aire a las conducciones 10, desde los calderines 12, se llevará a cabo a través de electroválvulas neumáticas 13 encargadas de regular el caudal de aire y los tiempos de limpieza previstos.

Por lo demás, la constitución del filtro y montaje de los electrodos se lleva a cabo de forma 1 conocida.

Como puede comprenderse, el filtro puede incluir diferente número de baterías de electrodos a la representada en los dibujos, dependiendo de su aplicación y de los resultados que se deseen obtener.

Los electrodos positivos 4 van suspendidas de soportes 15 y los electrodos van conectados a una fuente de alimentación mediante cables que son conducidos a través de conductos de chapa 17.

Claims (3)

1. Sistema de limpieza de filtros electrostáticos, constituidos por una o más baterías de electrodos planos, caracterizado porque comprende inyectar en el filtro aire a presión en forma de chorros, a intervalos de tiempo prefijados y dirigidos hacia los electrodos; cuyo aire se distribuye a través de conducciones que discurren por dentro del filtro, próximas y paralelas a las baterías de los electrodos, y disponen de difusores o boquillas de salida dirigidos hacia dichos

\hbox{electrodos.}

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas conducciones están alimentadas desde un calderín o fuente de suministro de aire a presión, a través de electroválvulas neumáticas encargadas de regular el caudal y los tiempos de suministro de aire.

3. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque las conducciones portadoras de los difusores o boquillas discurren paralelas y próximas a los cantos verticales de los electrodos.