Movimento de Partículas num Fluido - PARTE 2

Curso Profissional de Química: . Técnico de Laboratório . Técnico Fabril Disciplina: . Tecnologia Química, 1º ano . Módulo 3 1 Prof: Fernando Sayal

Separação Sólido-Gás

DESPOEIRAMENTO CICLONE FILTRO DE MANGAS PRECIPITADOR ELECTROSTÁTICO LAVADOR DE GASES 2

Um problema sério em muitas indústrias que lidam com material particulado em correntes gasosas, como numa siderurgia, são as emissões desses gases para a atmosfera e a consequente emissão de partículas.

A filtragem e o despoeiramento permitem a captação de poeiras e partículas no local de emissão, contribuindo para um melhor ambiente interno e externo, de acordo com as normas ambientais, e com eventual aproveitamento do material retido

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A necessidade do despoeiramento

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Uma das fontes de emissão de poluentes (Siderurgia) • • • • • • •

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Preparação de matéria prima; Queima do gás de alto-forno; Peneiramento e transferência por correia; Movimentação de veículos em vias não pavimentadas; Processamento de escória; Vazamento do gusa; Carregamento do alto forno (topo).

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CaracterĂ­sticas das EmissĂľes (Siderurgia)

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A separação de partículas sólidas de misturas gasosas é feita por processos que têm como objectivos a:  limpeza de gases;  diminuição da poluição;  segurança do processo;  recuperação de material arrastado. recorrendo a um ou a dois equipamentos:

ciclone filtro de manga saparador electrostático lavador de gases 9

Ciclone

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Os ciclones estão entre os antigos tipos de equipamentos da indústria de material particulado.

São usados em diferentes processos industriais, como processos físicos de separação, como separador gássólido, a sua estrutura é simples e possui baixo custo de operação.

Os ciclones podem ser adoptados para operar em condições extremas, como altas pressões, altas temperaturas e gases corrosivos, desde que usado o material apropriado na sua construção.

No seu funcionamento é estabelecido um movimento rotativo para o fluido a ser purificado, de modo que a força centrífuga aplicada às partículas, sendo maior que as forças de coesão molecular e da gravidade, faz com que as mesmas sejam lançadas de encontro às paredes, retirando-as da massa gasosa em escoamento.

Funcionamento O ciclone é constituído por um cilindro vertical com fundo cónico. As suas características determinantes são: - a secção de entrada, - o corpo cilíndrico - a transição cónica a partir do corpo cilíndrico até ao ponto de saída do pó

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A mistura de gás e partículas sólidas entra tangencialmente pela parte superior.

A entrada confere à mistura um movimento giratório, o que desenvolve uma força centrífuga que arrasta as partículas para a parede, de forma radial, fazendo com que elas caiam no fundo, e saiam pela parte inferior do cone.

Ao entrar, o ar do ciclone flui para baixo numa espiral ou vórtice adjacente à parede.

Quando o ar se aproxima do fundo cónico, volta a subir em espiral no centro do cone e do cilindro.

Por conseguinte, forma-se um duplo vórtice onde as espirais descendentes e ascendentes giram em mesmo sentido.

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Um ciclone é um dispositivo de precipitação em que as forças que arrastam a partícula para fora têm altas velocidades tangenciais, Assim geram-se forças várias vezes superiores à força da gravidade; Os ciclones permitem separações muito mais efectivas que as câmaras de precipitação por gravidade.

Os limites de operação dos ciclones são temperaturas de 1000 °C e pressões de 500 atm (Perry, 1984)

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Os principais parâmetros relacionados com o projecto e desempenho dos ciclones são •

o diâmetro médio de partículas,

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a queda de pressão

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a eficiência da recolha das partículas.

Esses parâmetros são influenciados por: •

caudal de entrada de sólidos,

•

tipo de fluido,

•

natureza das partículas que serão separadas,

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geometria do ciclone, entre outras.

A eficiência dos ciclones é afectada por  factores dimensionais característicos do gás,  propriedades do pó.

Vantagens    

Baixa potência consumida; Baixo custo; Não existe uma temperatura dos gases que limite o uso.

Adequado para separar partículas de dimensões > 5 μm

Desvantagens

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 Baixa eficiência de separação para partículas de dimensão < 5 µm  Possibilidade de entupimento pela presença de altas concentrações de pó, principalmente os de menor diâmetro, mais higroscópico e mais pegajoso.  Problema de abrasão.

http://www.hdm-stuttgart.de/projekte/printinginks/e_waste0.htm

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http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenhar ia-de-Processos-Emissoes-de-PoluentesAtmosfericos http://www.hotfrog.com.br/Empresas/S-S-PRESTEC-ConsultoriaAssessoria-na-Area-de-Caldeiras/Multiciclone-Separador-de-Carv-o62268

http://www.tsmfi.com/pic4.htm

Vídeos sobre Ciclones (clicar C1…C3 ou endereços)

C1 C2 C3

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http://www.youtube.com/watch?v=hOi-CUx4v6U&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=fksCgBQeENs http://www.youtube.com/watch?v=TJ_I8Sx8T38&feature=related

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Filtro de Mangas

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Sistema de Despoeiramento de uma Caldeira

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http://www.jro.pt/produtos.php?q=10&produtos=Ciclones%2FFiltros+de+Despoeiramento

Filtro de Mangas/Sacos O filtro de sacos é de operação contínua e limpeza automática. É composto por uma armação metálica envolvida por sacos (ou cartuchos).

O gás “sujo” é forçado a passar através dos sacos, do exterior para o interior, ficando as partículas retidas na sua superfície.

O gás limpo passa para o interior do filtro e em seguida enviado ao exterior.

O processo de limpeza do cartucho é feito automaticamente através de pulsos de ar comprimido, do interior para o exterior.

http://engevent.com.br/filtros.php?

PHPSESSID=ee77f7e702ba0a5822e4e957536faf12

22 www.unicamp.br/fea/ortega/aulas/aula19_Filtracao.ppt

Componentes Básicos do Filtro de Mangas • Câmara de filtragem, constituída por painéis metálicos modulados • Válvula rotativa inferior para escoamento dos resíduos • Plenum de limpeza com tubos injetores de ar comprimido • Mangas filtrantes em feltro poliester agulhado • Gaiolas em arame galvanizado, com venturi, para fixação das mangas • Válvulas solenóides, que permitem a passagem de ar comprimido • Sequenciador eletrónico para controlo da limpeza das mangas • Escada de acesso tipo marinheiro

http://www.ambientelivre.com.br/projetos/luvasul/index.php? option=com_content&view=article&id=50&Itemid=57

http://catmosferica1.wikispaces.com/Estrategias+para+el+control

http://www.ambientelivre.com.br/projetos/luvasul/index.php? option=com_content&view=article&id=50&Itemid=57

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O meio filtrante s達o mangas de tecido ou feltro.

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1.

Os gases entram numa câmara de separação, onde as partículas mais pesadas são separadas por gravidade.

2.

Então, o gás já menos contaminado passa do lado externo para o interno das mangas filtrantes, que reterão a poeira.

3.

O gás limpo é direccionado para a parte superior do filtro, o plenum.

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A limpeza das mangas é feita por um pulso de ar comprimido, em sentido contrário ao da filtração.

Suporte para a manga

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAU4AAH/apostila-controle-poluicao-ar

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Vantagens  Têm grande eficiência (até 99,9%) – podem separar partículas de diâmetro < 1mm  Não há geração de águas residuais pois no uso deste tipo de filtro verifica-se um processo a seco,  Perda de carga não excessiva;  Resistência a corrosão

Desvantagens:  Necessita de grande espaço para tratar grandes caudais de gases  Alto custo  Baixa resistência a altas temperaturas  Empastamento devido a poluentes condensáveis e pegajosos  Possibilidade de entupimento

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Vídeos sobre Filtros de Mangas (clicar M1…M4 ou endereços)

Simulação

Limpeza

M1 http://www.youtube.com/watch?v=dYW-oIdtZ7M&NR=1 M2 http://www.youtube.com/watch?v=pGFIbKhLuLo&NR=1 M3 http://www.youtube.com/watch?v=y0bB7WGpN1g&NR=1 M4 http://www.youtube.com/watch?v=T1EMPqn7TbI&feature=related

Interior

Fabrico

Precipitador Electrostático Indústria de Mineração

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Indústria de Mineração

http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos

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http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAgJwAB/equipamentos-controle-poluicao-ar

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O material ionizado adere à placa colectora ligada à terra.

Os batedores (vibradores) têm a função de retirar o aglomerado de partículas que aderiu, caindo pelas tremonhas para remoção.

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Vantagens: • Trata grandes caudais e a altas temperaturas • Alta eficiência de recolha para partículas pequenas • Baixo custo de operação e manutenção

Desvantagens: • Custo inicial elevado • Requer grande espaço físico

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Lavador de Gases

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Utilizados para captação de materiais particulados e/ou gases, por via húmida.

Tem como princípio de funcionamento o contacto das partículas e/ou gases com um líquido de lavagem, que é recirculado até um nível prédeterminado de saturação.

Os materiais particulados são precipitados em tanque próprio e posteriormente tratados ou devolvidos ao processo.

A água introduzida na garganta é atomizada em função da alta velocidade do gás, colidindo e capturando o material particulado.

Na sequência, o ar passa por um separador de gotas (ciclone), onde a água é separada e segue para o circuito de recirculação de água.

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http://www.metalurgicatamarana.com.br/produtos.php?id=20

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http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAgJwAB/equipamentos-controle-poluicao-ar

http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos

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http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAgJwAB/equipamentos-controle-poluicao-ar

Eco eficiência de equipamentos de controle de emissão no contexto da Produção + Limpa Fonte dos diapositivos seguintes: http://www.inf.ufes.br/~neyval/Rec_Atm%28moduloVI%29.pdf

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Fim