Hojas de datos EPA: Filtro de Tela – Tipo Limpieza con Sacudimiento Mecánico Mejorada con o sin Bocina Sónica (Referido como Casa de Bolsas)

Límites de Emisión Alcanzables/Reducción

A continuación se presentan los costos estimados, expresados en dólares de 2002, para filtros de tela tipo limpieza con sacudimiento mecánico y tipo limpieza con sacudimiento mecánico mejorado con bocina sónica. Para las estimaciones de ambos costos se supone un diseño convencional bajo condiciones típicas de operación. En los costos no se incluye equipo auxiliar, tal como ventiladores y conductos.

Los costos para los sistemas limpiados con sacudidor, son elaborados utilizando hojas de cálculo de la EPA para estimaciones de costos de filtros de tela (Ref. EPA, 1998b). Los costos estimados para mejoramiento con bocina sónica, se obtienen de cotizaciones del fabricante, dadas en el Manual de Costos de Control de la OAQPS (Ref. EPA, 1998b). Las bocinas sónicas son presentadas como un costo incrementado al costo de capital para un sistema limpiado por sacudimiento. El costo de operación y mantenimiento (O y M) para sistemas limpiados por sacudimiento se reduce de 1 a 3 % con el mejoramiento que proporciona la bocina sónica.

Los costos están dictados principalmente por la proporción de flujo volumétrico de la corriente del contaminante y por la carga del contaminante. En general, una unidad pequeña controlando una carga baja de contaminante, no será tan efectiva en costo como una unidad grande controlando una carga alta decontaminante. Los costos presentados son para proporción de flujo de 470 m3/s (1,000,000 scfm) y 1.0 m3/s (2,000 scfm), respectivamente y para una carga del contaminante de 9 g/m3 (4.0 gr/ft3).

Los contaminantes que requieren un nivel de control inusualmente alto o que requieren que las bolsas de tela o la unidad en sí, sean construidas de materiales especiales tales como Gore-Tex o acero inoxidable, incrementarán los costos del sistema (Ref. EPA, 1998b). Los costos adicionales para controlar corrientes más complejas de contaminantes, no están reflejados en las estimaciones dadas más abajo. Para estos tipos de sistemas, el costo de capital podría incrementarse tanto como 30% y el costo de O y M podría incrementarse tanto como 7%

a. Costo de Capital: $17,000 a $153,000 por m3/s ($8 a $72 por scfm) $1,000 a 1,300 por m3/s ($0.51 a $0.61 por scfm); costo adicional para bocinas sónicas
b. Costo de O y Ml: $9,300 a $51,000 por m3/s ($4 a $24 por scfm), anualmente
c. Costo Anualizado: $11,000 a $95,000 por m3/s ($5 a $45 por scfm), anualmente
d. Eficiencia de Costos: $41 a $334 por tonelada métrica ($37 a $303 por tonelada corta)

En un filtro de tela, el gas residual se pasa por una tela de tejido apretado o de fieltro, causando que la materia particulada en el gas sea recolectada en la tela por tamizado y por otros mecanismos. Los filtros de tela pueden ser de forma de hojas, cartuchos o bolsas, con un número de unidades individuales de filtros de tela encasillados en grupo. Las bolsas son el tipo más común de filtro de tela. La plasta de polvo que se forma sobre el filtro por la MP recolectada, puede aumentar la eficiencia de recolección significativamente.

A los filtros de tela se les conoce frecuentemente como casas de bolsas porque la tela está configurada por lo general en bolsas cilíndricas. Las bolsas pueden ser de 6 a 9 m de largo (20 a 30 pies) y de 12.7 a 30.5 cm (5 a 12 pulgadas) de diámetro. Se colocan grupos de bolsas en compartimientos aislables para permitir la limpieza de las bolsas o el reemplazo de algunas de ellas sin tener que parar todo el filtro de tela. (Ref. STAPPA/ALAPCO, 1996).

Las condiciones de operación son factores importantes para la selección de la tela. Algunas telas (por ejemplo, poliolefinas de nylon, acrílicos, poliésteres), son útiles solamente a temperaturas relativamente bajas, de 95 a 150 oC (200 a 300oF). Para flujos de gases de combustión a altas temperaturas, deben utilizarse telas más estables térmicamente, tales como la fibra de vidrio, el TeflónR ó NomexR. (Ref. STAPPA/ALAPCO, 1996).
La aplicación práctica de los filtros de tela requiere el uso de una gran superficie de tela para evitar una inaceptable caída de presión a través de la tela. El tamaño de la casa de bolsas para una unidad en particular se determina por la selección de la relación de aire-a-tela, o por la relación del flujo volumétrico de aire a la superficie del tejido. La selección de la relación de aire-a-tela depende de la carga y características de la materia particulada y del método de limpieza utilizado.

Una carga alta de partículas requerirá el uso de una casa de bolsas más grande para evitar la formación de una plasta de polvo muy pesada, lo que resultaría en una caída de presión excesiva. Por ejemplo, una casa de bolsa para una caldera de termoeléctrica de 250 MW puede tener 5,000 bolsas individuales, con una superficie total de tela cercana a los 46,500 m2 (500,000 píes cuadrados) (Ref. ICAC, 1999).

El funcionamiento de las casas de bolsas está determinado entre otros factores, por la tela seleccionada, la frecuencia y el método de limpieza y las características del particulado. Pueden seleccionarse telas paraque intercepten una fracción mayor de particulado y algunas telas están cubiertas con una membrana con aperturas muy finas para mejorar la remoción de partículas sub-micrométricas. Estas telas suelen ser más caras. La frecuencia e intensidad de la limpieza son variables importantes que determinan la eficiencia de recolección. Debido a que la plasta de polvo puede proporcionar una fracción significativa de la capacidad de remoción de las partículas finas de la tela, la limpieza que es demasiado frecuente o demasiado intensa disminuirá la eficiencia de remoción. Por otra parte, si la limpieza es poco frecuente o poco efectiva, entonces la caída de presión de la casa de bolsas será muy alta (Ref. ICAC, 1999).

El sacudimiento mecánico ha sido un método muy popular de limpieza por muchos años, debido a su simplicidad así como a su efectividad. En una operación típica, el gas empolvado se introduce por un conducto de entrada al filtro de tela limpiado por sacudimiento y las partículas más grandes son removidas de la corriente de gas cuando golpean un deflector en el conducto de entrada y caen en la tolva. El gas cargado de partículas es succionado por debajo de una placa de celda en el piso y hacia las bolsas del filtro.

El gas procede del interior de las bolsas al exterior y a través del conducto de salida. Las partículas son recolectadas en la superficie interior de las bolsas y se acumula una plasta del filtro. En las unidades con sacudimiento mecánico, la parte superior de las bolsas está unida a una barra sacudidora, la cual se mueve abruptamente (normalmente en dirección horizontal), para limpiar las bolsas. Las barras sacudidoras son operadas por motores mecánicos o a mano, en aplicaciones en las que la limpieza no se requiere frecuentemente (Ref. EPA, 1998b).

El método de limpieza por vibración es similar a las unidades con sacudimiento mecánico. Utiliza una vibración del marco de la bolsa generada neumáticamente, de alta frecuencia y baja amplitud, para limpiar las bolsas. Este método tiene aplicaciones limitadas debido a su limpieza de baja energía y al diseño más pequeño de la casa de bolsas (Ref. Billings, 1970).

Las bocinas sónicas se utilizan cada vez más para mejorar la eficiencia de recolección de los filtros de tela limpiados por sacudimiento mecánico o con aire a la inversa (Ref. AWMA, 1992). Las bocinas sónicas utilizan aire comprimido para hacer vibrar un diafragma, produciendo una onda sonora de baja frecuencia en la campana de la bocina. El número de bocinas que se requieren está determinado por la superficie de la tela y el número de compartimientos de la casa de bolsas. Típicamente, se requieren de 1 a 4 bocinas por compartimiento operando de 150 a 200 hertz. El aire comprimido para las bocinas se suministra de 275 a 620 kilo-Pascales (kPa) (40 a 90 libras por pulgada cuadrada manométricas (psig)). Las bocinas sónicas se activan de 10 a 30 segundos aproximadamente durante cada ciclo de limpieza (Ref. Carr, 1984).

La limpieza con bocinas sónicas reduce significativamente la carga residual de polvo en las bolsas. Esto disminuye de 20 a 60% la caída de presión a través del filtro de tela. También aminora el esfuerzo mecánico requerido para limpiar las bolsas, resultando en una vida de operación más larga (Ref. Carr, 1984). Tal como se mencionó previamente, esto puede reducir el costo de O y M de 1 a 3% anualmente. Los compartimientos de las casas de bolsas son fácilmente reconvertidos a bocinas sónicas. El apoyo sónico es frecuentemente utilizado con filtros de tela en calderas de termoeléctricas que queman carbón (Ref. EPA, 1998a).