Diseño de un sistema de captación y filtración de humos emitidos por hornos de arco eléctrico en la empresa Consorcio Metalúrgico S.A.

Abstract

La empresa Consorcio Metalúrgico S.A., ubicada en el distrito de Carmen de la Legua – Reynoso (Callao) pertenece al rubro metalmecánico, la cual produce y repara distintos equipos mineros incluyendo sus repuestos, para las plantas concentradoras o de proceso de minerales, así como también se encarga de brindar servicios de mantenimiento de los mismos. Todo esto mediante la fundición, mecanizado y ensamblaje de piezas. Sin embargo, en el área de fundición, los Hornos de arco eléctrico emiten grandes cantidades de Humo con una concentración de material particulado de 100 mg/m3

,además de presencia de gases de efecto invernadero, liberándolo a la atmósfera. Este trabajo tuvo por objetivo proponer el Diseño de un Sistema de captación y filtración de Humos emitidos por Hornos de arco eléctrico en la empresa Consorcio Metalúrgico S.A. (COMESA) para disminuir al máximo la concentración del material particulado generado, considerando normas internacionales como ACGIH y ASHRAE, los requerimientos de la empresa y los límites máximos permisibles establecidos por el MINAM; para ello, se diseñó un sistema de extracción localizado que incluye un ciclón Stairmand de alta eficiencia de 8 m de alto y un diámetro de 2 m de acero ASTM A36, un filtro de mangas tipo pulse jet con una relación aire/tela de 1,2 - 1,3 m3 min m2 y caudal de 31 100 m3/h, un ventilador centrífugo con palas radiales con un rendimiento de 0,7, el cual funciona con un motor eléctrico trifásico WEG de 100 HP, con velocidad nominal de 1780 RPM, tensión de 220/380 V y variador de frecuencia para el arranque. Además, se dimensionó y seleccionó el sistema de ductos, cuyo diámetro principal es 760 mm, y otros componentes auxiliares como una válvula de mariposa en Y, compresor de aire y correas síncronas para la transmisión de potencia. Consecuentemente, se logró diseñar un sistema eficiente de captación y filtración de Humos emitidos por los hornos de arco eléctrico en la empresa COMESA, reduciendo los PM2,5 en un 99,99%.

The company Consorcio Metalúrgico S.A., located in the district of Carmen de la Legua – Reynoso (Callao), belongs to the metalworking industry, which produces and repairs various mining equipment, including spare parts, for mineral processing plants, as well as providing maintenance services for such equipment through the smelting, machining, and assembly of parts. However, in the smelting area, Electric arc furnaces emit large amounts of smoke with a particulate matter concentration of 100 mg/m^3, in addition to greenhouse gases, releasing them into the atmosphere. The objective of this work is to propose the Design of a system for capturing and filtering Fumes emitted by Electric arc furnaces at the company Consorcio Metalúrgico S.A. (COMESA) in order to minimize the concentration of particulate matter generated, taking into account international standards such as ACGIH and ASHRAE, the company's requirements, and the maximum permissible limits established by MINAM; to this end, a localized extraction system was designed that includes a high-efficiency Stairmand cyclone 8 m high and 2 m in diameter made of ASTM A36 steel, a pulse jet bag filter with an air/cloth ratio of 1.2-1.3 m3/ (min m^2) and a flow rate of 31,100 m^3/h, a centrifugal fan with radial blades with an efficiency of 0.7, which is powered by a 100 HP WEG three-phase electric motor with a nominal speed of 1780 RPM, voltage of 220/380 V, and a frequency converter for starting. In addition, the duct system was sized and selected, with a main diameter of 760 mm, and other auxiliary components such as a Y-shaped butterfly valve, air compressor, and synchronous belts for power transmission. As a result, an efficient system was designed to capture and filter the Fumes emitted by the Electric arc furnaces at the COMESA company, reducing PM2.5 by 99.99%.