La limpieza térmica es un proceso combinado que implica pirólisis y oxidación . Como aplicación industrial, la limpieza térmica se utiliza para eliminar sustancias orgánicas como polímeros , plásticos y recubrimientos de piezas, productos o componentes de producción como tornillos de extrusoras, hileras [1] y mezcladores estáticos . La limpieza térmica es el método de limpieza más común en el entorno industrial. [2] Hasta ahora, se han desarrollado una variedad de métodos diferentes para una amplia gama de aplicaciones.
Para la pirólisis se aplica calor y para la oxidación se aplica aire. Según el procedimiento, la pirólisis y la oxidación se pueden aplicar de forma consecutiva o simultánea. Durante la limpieza térmica, el material orgánico se convierte en compuestos orgánicos volátiles , hidrocarburos y gas carbonizado . [3] Los elementos inorgánicos permanecen. [2] Las temperaturas típicas del proceso oscilan entre 400 y 540 °C (752 y 1004 °F). [4]
Existen varios tipos de sistemas de limpieza térmica industrial disponibles:
Los sistemas de lecho fluidizado [5] utilizan arena u óxido de aluminio (alúmina) como medio de calentamiento. Aplican pirólisis y oxidación simultáneamente. [6] Estos sistemas limpian rápidamente, desde 30 minutos de tiempo de proceso hasta dos horas. El medio no se derrite ni hierve, ni emite vapores ni olores. [4] El choque térmico puede ser un problema con algunas piezas. [2] Es posible que se necesiten dispositivos de control de la contaminación para proteger el medio ambiente. [4]
Los hornos de vacío utilizan la pirólisis en el vacío . [7] Este método es muy seguro porque se evita la combustión descontrolada dentro de la cámara de limpieza. [4] El proceso de limpieza en este enfoque relativamente nuevo lleva de 8 [3] a 30 horas. [8] La pirólisis al vacío es el único método que aplica la pirólisis y la oxidación consecutivamente. En las versiones de dos cámaras, el plástico fundido se drena en una cámara sin calefacción para capturar la mayor parte del polímero y reducir los humos. [7] Los hornos de vacío también funcionan con electricidad. [2]
Los hornos de quemado, también conocidos como hornos de limpieza por calor, funcionan a gas y se utilizan para eliminar la materia orgánica de piezas metálicas grandes y pesadas. [9] El tiempo de proceso es moderado, aproximadamente 4 horas. Pueden producirse incendios a causa de los humos creados durante la limpieza. [4] El diseño es simple y económico. Hay diferentes tipos disponibles. Los tipos modernos contienen un postquemador adicional que funciona a un mínimo de 1500 °F (820 °C) y consume el humo creado por el proceso. [2]
Los baños de sales fundidas pertenecen a los sistemas de limpieza térmica más antiguos. La limpieza con sales fundidas es rápida: el tiempo de proceso es de entre 15 y 30 minutos. [2] [4] El proceso conlleva el riesgo de salpicaduras peligrosas debido a la reactividad química, [4] u otros peligros potenciales, como explosiones o gas cianuro de hidrógeno tóxico . Otra desventaja es que las piezas pueden deformarse o alterarse en las tolerancias de diseño. [2] Los baños de sales fundidas pueden ser perjudiciales para el medio ambiente. Debido a sus desventajas, rara vez se utilizan en la actualidad.