Diseño de Sistemas de Control de Polvo para la Minería con Apoyo en Herramientas CFD: Cámara Lavadora de Baja Energía. Departamento I+D Grupo SAME

Transcripción

1 Diseño de Sistemas de Control de Polvo para la Minería con Apoyo en Herramientas CFD: Cámara Lavadora de Baja Energía Departamento I+D Grupo SAME

2 TABLA DE CONTENIDOS 1. Grupo SAME 2. Descripción del problema 3. Otras soluciones / Solución SAME 4. La simulación en apoyo al diseño 5. Conclusiones y próximos pasos

3 GRUPO SAME 25 añosde experienciaen VentilaciónIndustrial y Control de Emisiones Atomosféricas Más de un centenar de proyectos desarrollados en 9 países en 4 continentes

4 GRUPO SAME: Proyectos con presencia global Canadá Noruega Estados Unidos Colombia Laos Perú Chile Argentina Sudáfrica

5 GRUPO SAME: Empresas

6 GRUPO SAME: Unidades de Negocio Ingeniería de especialidad en ventilación industrial y control de contaminantes atmosféricos. Consultoría y Asesoría especializada. Suministro de Equipos de descontaminación ambiental y accesorios (fabricación de SAME Equipos y Fibrovent). Asistencia de montaje, comisionamiento y puesta en marcha. Servicios de Post Venta: Repuestos, Servicio Técnico, Servicio O/M y Capacitación.

7 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA Mitigar emisiones de polvo producto del traspaso de material

8 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA Es posible identificar tres zonas de energía (cinética y turbulenta) alrededor de la zona de traspaso. Alta energía (-----): cerca de caída de material y de la correa. Media energía (-----). Baja Baja energía ( ): lejos de caída de material y de la correa. Alta Media

9 OTRAS SOLUCIONES El estado de la técnica actual para mitigar las emisiones de polvo posee tres métodos comúnmente utilizados como solución: Método 1: Confinamiento del sector afectado mediante cámaras y limpieza del aire mediante filtros de mangas. Efectivo Filtro de manga Mayor pérdida de carga. Motores y ven ladores de mayor tamaño. Mayor costo capital y operación.

10 OTRAS SOLUCIONES El estado de la técnica actual para mitigar las emisiones de polvo posee tres métodos comúnmente utilizados como solución: Método 2: Confinamiento con cámaras y abatimiento del polvo en suspensión mediante aspersores de agua. Consumo de agua elevado: Al buscar mitigar todo el polvo en la cámara. Cámara no-despresurizada Emisiones fugitivas aumentan

11 OTRAS SOLUCIONES El estado de la técnica actual para mitigar las emisiones de polvo posee tres métodos comúnmente utilizados como solución: Método 3: Abatimiento del polvo en suspensión mediante aspersores de agua, sin encapsular el punto de emisión de polvo. Similar a la anterior mostrada Mayor consumo de agua para igualar eficiencia No posee cámara de confinamiento Es afectada por viento externo

12 SOLUCIÓN SAME Cámara Lavadora de Baja Energía Viento externo no afecta. Cámara suficientemente despresurizada. Menor consumo de agua: El abatimiento ocurre en la zona de baja energía.

13 LA SIMULACIÓN EN APOYO DEL DISEÑO Variables que no se pueden calcular fácilmente con Métodos Analíticos. Comprender mejor los procesos. Evitar mediciones costosas ó disminuirlas (prototipos). Obtener razonables aproximaciones de variables que son difíciles de medir. SIMULACIÓN DESCRIBIR REALIDAD ESTIMAR VARIABLES Y OBTENER UNA MEJOR COMPRENSIÓN DISEÑAR MODIFICAR

14 LA SIMULACIÓN EN APOYO DEL DISEÑO PARÁMETROS DE DISEÑO PARÁMETROS DE OPERACIÓN SIMULACIÓN MEJORAR RENDIMIENTO DE DISEÑO

15 LA SIMULACIÓN EN APOYO DEL DISEÑO UNA VALIDACIÓN EXPERIMENTAL SIMULACIÓN MUCHOS PROTOTIPOS VIRTUALES CONFIABLES

16 LA SIMULACIÓN EN APOYO DEL DISEÑO Esquema de funcionamiento: Eyectores de aire/atomizador agua Venturi Láminas deflectoras

17 LA SIMULACIÓN EN APOYO DEL DISEÑO Modelo y Condiciones de Borde: Objetivo Simulación 1. Evaluar las velocidades del aire y presiones en el equipo (estimar la despresurización). 2. Evaluar Venturi y visualizar las líneas de corriente del aire (que son prácticamente iguales a la trayectoria de las partículas de MP10). Modelo Monofásico (aire) y modelo de turbulencia k-epsilon. Malla 2.5 millones de elementos. Inyección aire, V=200[ / ] Simetría Salida, =0[ ] Entrada, =0[ ]

18 LA SIMULACIÓN EN APOYO DEL DISEÑO Resultados: Tres zonas claras de presión: 1. Cámara de entrada. 2. Zona de Venturi. 3. Chimenea de salida. Despresurización

19 LA SIMULACIÓN EN APOYO DEL DISEÑO Resultados: Velocidades mayores a 2[m/s] (en rojo)

20 LA SIMULACIÓN EN APOYO DEL DISEÑO Problema Simulación Solución

21 CONCLUSIONES Y PROXIMOS PASOS La «Cámara Lavadora de Baja Energía» (CLBE) es un sistema efectivo para el control de polvo. CLBE posee ventajas con respecto a otros sistemas de control de polvo en que disminuye las emisiones fugitivas, menor costo de capital y opera con menor energía. Las simulaciones fluido-dinámicas ayudaron a optimizar el proceso de diseño de CLBE y sus partes (venturi por ejemplo). Futuras simulaciones bifásicas aire/agua se llevarán a cabo con el objeto de optimizar el abatimiento de polvo yestimar la eficiencia por tamaño de partícula.

22 DEMOSTRACIÓN PROTOTIPO A ESCALA

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