1. Ciclones y multiciclones
Introducción
 Los ciclones y los multiciclones pueden ser
utilizados en procesos de filtración en sistemas que
exijan la separación de partículas de gran
volumétrica y también como precolectores a los
filtros de mangas. Se fabrican con acero al
carbón, con recubrimiento epóxico y/o con acero
inoxidable ya sea en calidad 304 y/o 316 en
calibres 14, 12, 10, 3/16" y 1/4". Su diseño modular
permite ser ensamblados en campo con gran
facilidad por medio de bridas y tornillos

2. Principio de operacion
 El gas entra por el ciclón de forma
tangencial. Al aumentar la velocidad
periférica y las fuerzas centrífugas, hacen
que las partículas más gruesas salgan por la
parte inferior y el aire limpio por la parte
superior. Para determinar la eficacia de los
ciclones, se tienen en cuenta las dimensiones
de los ciclones y las propiedades físicas de
gases y partículas
 Se pueden construir grupos de 2, 4 y ó
ciclones en paralelo para tratar caudales
elevados

3. Caracteristicas
 Las principales características de los ciclones
son:
 - Gran sencillez de construcción, lo cual
implica una gran economía.
 - Baja eficacia para granulometrías bajas.
Para granulometrías intermedias depende
fundamentalmente de la pérdida de
carga, con lo cual consumen
comparativamente más energía.
 - Son robustos y de fácil mantenimiento.

4. Ciclones y
Multiciclones.Los sistemas de separación mecánica más empleados
son los ciclones*. Otros tipos pueden ser los
separadores de impacto o las cámaras de
separación, que se utilizan muy poco por su bajo
rendimiento. Los ciclones son colectores cilíndricos de
partículas, cuya parte inferior tiene forma de cono
invertido. En principio pueden estar construidos de
cualquier material, pero la corrosividad de los gases
emitidos, al igual que la emisión de partículas que
desgastan el ciclón por rozamiento, son características
a considerar en la selección del material. Los ciclones
pueden ser de dos tipos: de entrada tangencial y de
entrada centrífuga.

5. Ciclones y multiciclones
 En ambos casos se aprovecha la fuerza centrífuga* para
recoger las partículas. Esta fuerza es generada al introducir
el gas dentro del ciclón y obligarlo a girar formando una
espiral. Ello se consigue haciendo entrar el gas
tangencialmente o bien instalando en el ciclón unas paletas
giratorias. El gas cargado de partículas entra
tangencialmente en el ciclón y se somete a un movimiento
circular que provoca que las partículas más grandes, por
efecto de la fuerza centrífuga, sean proyectadas hacia la
cara interior de la pared del ciclón. La fuerza vertical de la
espiral hace que las partículas caigan a través de la zona
de sección cónica. Los gases depurados salen por la parte
superior del eje vertical libres de partículas. La eliminación
de partículas puede oscilar entre el 65 y el 99% según las
características de las partículas y el diseño del ciclón.

6. Ciclones
 Uno de los métodos más antiguos y más
usados para separar polvo en suspensión en
un gas (generalmente aire) es el CICLÓN.
 Son de buena eficiencia si las partículas no
son muy pequeñas, son de bajo costo de
instalación y de operación y además, la
posibilidad de regulación les permite una
utilización bastante variedad en la
recuperación de polvos industriales siempre
que las fracciones debajo de los diez
micrones sean tan solo un pequeño
porcentaje del total.

7. Ciclones y algunos problemas de
funcionamiento.
 El principal problema de los ciclones es la rigidez de
su diseño y el hecho de que la eficacia es en función
de las condiciones de operación; es decir, de las
variaciones en el caudal circulante, de la
concentración y granulometría de las partículas, de la
temperatura del gas, etc., que modifican
sensiblemente la eficacia. Es por ello, que
actualmente los ciclones se utilizan poco como
equipos aislados. Se suelen usar para hacer una
primera reducción fuerte de la concentración de
partículas que se han de depurar posteriormente en
otros equipos, como filtros o depuradores de gases.
Los distintos sistemas son sensibles a la presencia de
gran cantidad de partículas, ya que provocan
obstrucciones cuando el gas pasa por el equipo

8. Ciclones
 Los ciclones utilizados en la salida de los altos
hornos tienen una capacidad de 100.000 m3 /
hora, una temperatura de 250°C y una presión
de 300 kg / m2.La caída de presión suele ser de
100 kg / m2. Mide entre 20 y 25 m de alto y
tiene una sección cilíndrica de 5 a 6 m de
diámetro.
 Los ciclones son sedimentadores donde se
reemplaza la fuerza de gravedad por la fuerza
centrífuga. Los ciclones de diámetro grande
suelen trabajar con aceleraciones centrífugas de
5 ges y los de diámetro pequeño suelen alcanzar
aceleraciones de 2500 ges

9. Ciclones
 Los ciclones también se utilizan para separar
gotas de líquido en suspensión en un gas y
partículas sólidas en suspensión en un líquido. En
este último caso se llaman hidrociclones.
 Los ciclones para separara sólidas o líquidas de
gases trabajan con partículas de entre 5 a 200
micrones, en el caso de partículas de diámetro
menor a 5 micrones el rendimiento de la
separación es bajo y para el caso de d1ámetro
de partículas superiores a 200 micrones es
conveniente utilizar una cámara de
sedimentación por que la abrasión es menor.

10. Ciclones
 Cuando hay aglomeración de partículas o alta
concentración de polvos, pueden separarse partículas
de menor tamaño obteniéndose un rendimiento de
hasta el 98% debido a las aglomeraciones.
 Si bien los distintos ciclones tienen características
propias, el que se ilustra en la figura es el tipo de
ciclón mas común.
 No tiene partes móviles, está formado por un cilindro
vertical con el fondo cónico, una entrada tangencial
en la parte superior y una salida para el polvo en el
fondo cónico. El conducto de salida (Chimenea), se
prolonga dentro del cilindro para impedir cortocircuito
entre el aire de entrada y el de salida

11. Ciclones
 La trayectoria de los gases es un torbellino
descendente es espiral, adyacente a la pared, el
cual trata de alcanzar el fondo del cono, pero a
cierta altura cambia ascendiendo en espiral de
menor diámetro en el centro del cuerpo. Esta
espiral es concéntrica con la descendente y gira
en el mismo sentido, finalmente el gas
sale, todavía girando, a través de la chimenea.
 La aceleración centrífuga de las partículas
suspendidas depende del radio del camino
seguido por el gas y es dada por la siguiente
ecuación empírica.

12. Ciclones
 La trayectoria de los gases es un torbellino
descendente es espiral, adyacente a la pared, el
cual trata de alcanzar el fondo del cono, pero a
cierta altura cambia ascendiendo en espiral de
menor diámetro en el centro del cuerpo. Esta
espiral es concéntrica con la descendente y gira
en el mismo sentido, finalmente el gas
sale, todavía girando, a través de la chimenea.
 La aceleración centrífuga de las partículas
suspendidas depende del radio del camino
seguido por el gas y es dada por la siguiente
ecuación empírica.

13. Pic de un ciclón para necesidades
pequeñas

14. Ciclones
 Donde : r es el radio, K1 y n son constantes y n varía
entre 2 y 2,4.
 Esta ecuación nos indica que la eficiencia de un ciclón
depende del radio seguido por las partículas. Las partículas
gruesas, por la fuerza centrífuga, pasan a través del
torbellino exterior, radialmente, hacia la pared del ciclón y
caen hacia la salida del polvo que esta en la parte inferior
del cono. Las mas pequeñas que no tienen tiempo de
alcanzar la pared, son detenidas por el gas y o acompañan
a la salida. Auque la posibilidad de separación de una
partícula crece con el diámetro de la misma, la suerte de
una partícula depende también de su posición en la sección
de la corriente gaseosa, de manera que la separación de
acuerdo con el tamaño no es muy definida.

15. Ciclones
 Cuando los gases penetran en el ciclón ( lo hacen
tangencialmente) su velocidad puntual sufre una
redistribución de manera que su componente
tangencial aumenta cuando disminuye el radio:
 Donde: r es el radio, K y n son constantes. En las
paredes se acerca a cero, adquiere un valor
máximo a cierto radio y luego disminuye
rápidamente a menor radio. N varía de 0.5 a 0.7
en una porción considerable del radio del ciclón.
 La entrada de los gases al ciclón
es, generalmente, rectangular y su velocidad
varía entre 6 y 21m/ s.

16. Caída de Presión
 Los estudios realizados han despreciado el
efecto de la compresión del gas a la
entrada y la expansión del mismo a la
salida, de allí que las ecuaciones
encontradas sean solo aproximadas.
 Las pérdidas de presión dependen de las
formas del mismo y son independientes
del volumen.

17. Caída de Prensión
 Se suelen expresar las pérdidas de
presión por el número de carga de
velocidad referidas al área de entrada al
ciclo.
 La carga de velocidad en la entrada es:
 Donde : H son centímetros de agua, es la
densidad del gas en kg / m3, VTG es la
velocidad tangencial media del gas en la
entrada en m / s .

18. Ciclones Ventajas
 Eficiencia de 99% para partículas de 5 micras o
más.
 Libre de mantenimiento, no contiene partes
móviles o mecánicas.
 Operación con gases a altas temperaturas.
 Puede ser construidos con materiales resistentes
la abrasión.
 Separa gran variedad de partículas.
 Instalación fácil económica, ensamblaje
compacto.
 Unidades múltiples con variados diseños
disponibles.

20. MultiCiclones
 Separadores centrífugos inerciales utilizan
ciclones múltiples en serie o en paralelo para
tratar gran volumen de gas. Disponibles en
diseños personalizados para ofrecer combinación
óptima de eficiencia de colección y caída de
presión. Alta eficiencia de colección varía en
función del tamaño de las partículas y
generalmente aumenta con su tamaño – de 85 a
90% para partículas menor o igual a 20 mm y
100% para partículas mayores de 20 mm. Se
aplican en numerosos procesos industriales por
su alta eficiencia, construcción
simple, mantenimiento mínimo y otras ventajas

21. Multi-ciclones
 El separador multiciclónico se ha diseñado para
conseguir elevadas eficacias de separación para
caudales de gases elevados. Esta elevada eficacia se
consigue a través de ciclones de muy pequeño
diámetro que unidos forman una unidad compacta.
En operación el gas con el polvo entra a las celdas
colectoras axialmente a través de rodetes estáticos.
Los alabes curvados del rodete hacen una
cetrifugación en el polvo, que se deposita en una
tolva mientras que el gas limpio sale por la parte
superior. Tanto los ciclones como los rodetes estáticos
están construidos en acero fundido, por lo que
dependiendo de la aleación que se construya pueden
tener una gran resistencia a la abrasión

22. Multi-Ciclones
 Alta eficacia de separación para polvos
 Bajo coste debido a su construcción
sencilla
 Bajo coste mantenimiento, no existen
elementos móviles
 Bajo coste de operación por su pérdida de
carga constante
 Poco espacio ocupado incluso para
grandes caudales

23. PIC de un multiciclon.

24. Especificaciones del
funcionamiento de los
multiciclones y ciclones.
 Cuando es necesario separar partículas de diámetro
superior a 5 µ m suelen emplearse el
 dispositivo denominado ciclón. El cual es de gran sencillez,
compacidad, fácil
 mantenimiento y elevada eficacia. El funcionamiento
podemos apreciarlo en la Fig Nº 1
 Los gases cargados de polvo entran tangencialmente por la
parte superior cilíndrica. La
 corriente de gases sigue una trayectoria en espiral que
primero se dirige hacia el fondo del
 tronco de cono, ascendiendo después por el centro del
mismo. Los gases una vez depurado
 abandonan el ciclón por la parte superior. Las partículas
separadas se descargan por el
 fondo del ciclón.

25. Funcionamiento especificado.

26. Funcionamiento dependiendo del
diámetro del multiciclon.
Diámetro del
ciclón mm
Rendimiento
total %
Tamaño de
particulas µ
m
Rendimiento
en %
150 90 <5 98
230 83 <10 90
610 70 <20 98

27. La velocidad tangencial en la espiral principal
puede ser varias veces la del flujo de los gases.
Hay un gradiente de velocidad desde la
tangencial hasta la velocidad casi cero en el
fondo del ciclón. Los ciclones de pequeño
diámetro tienen pequeños radios de curvatura
por lo que producen mayores aceleraciones
radiales para una misma velocidad tangencial.
Esto unido a la menor distancia radial que el
polvo debe recorrer hasta alcanzar la pared del
ciclón hace que los pequeños ciclones sean
mucho más eficientes para colectar pequeñas
partículas que los ciclones mayores.

28. Por el contrario, ciclones de pequeño tamaño
sólo son aptos para el tratamiento de
pequeñas cantidades de gases. Una solución
al anterior dilema se ha conseguido
instalando un conjunto de pequeños ciclones
en paralelo con lo que, sin disminuir el
rendimiento y el poder separador, se pueden
tratar caudales de cualquier orden. En la
figura Nº 2 se muestra un esquema de una
instalación de este tipo de multiciclón.

29. Ventajas de los multiciclones
Considerando que tienen una eficiencia del
90 %
Dependiendo de las necesidades del diámetro
y se vera reflejado en su rendimiento.
Fácil mantenimiento ofreciendo alta eficacia.
Después de no poner en funcionamiento los
multiciclones con partículas adhesivas y
aceitosas se contara con un buen
funcionamiento

30. Gracias