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
Introdução
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
3
A necessidade do despoeiramento
4
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
5
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
6
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
Uma das fontes de emissão de poluentes (Siderurgia)
•
•
•
•
•
•
•
7
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).
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
Características das Emissões (Siderurgia)
Como material particulado:
Ferro, sílica, óxidos metálicos.
Como gases:
Monóxido de carbono, dióxido de enxofre, gás
sulfídrico, formaldeído, amónia, hidrocarbonetos,
fluoretos,...
8
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
10
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
• 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.
11
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
12
•
•
•
•
•
13
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.
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
•
•
•
•
14
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)
• Os principais parâmetros relacionados com o projecto
e desempenho dos ciclones são
•
o diâmetro médio de partículas,
•
a queda de pressão
•
a eficiência da recolha das partículas.
• Esses parâmetros são influenciados por:
15
•
caudal de entrada de sólidos,
•
tipo de fluido,
•
natureza das partículas que serão separadas,
•
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
16
 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.
multiciclone.
http://www.hdm-stuttgart.de/projekte/printinginks/e_waste0.htm
17
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)
C2
C1
C3
C1
C2
C3
18
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
As partículas de menores dimensões são
captadas por outro equipamento, como:
• Filtro de Tecido (mangas).
• Precipitador Electrostático
• Lavador de Gases
19
Filtro de Mangas
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
20
Sistema de Despoeiramento de uma Caldeira
http://www.jro.pt/produtos.php?q=10&produtos=Ciclones%2FFiltros+de+Despoeiramento
21
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=ee77f7e702ba0
a5822e4e957536faf12
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?opt
ion=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=c
om_content&view=article&id=50&Itemid=57
A mistura sólido–gás passa através de um filtro, onde o
sólido fica retido.
A filtragem nos filtros de manga é realizada pela
passagem do ar carregado de partículas através de
mangas onde partículas ficam retidas na superfície
e nos poros dos fios.
Forma-se assim um bolo que actua também como
meio filtrante.
25
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
O meio filtrante são
mangas de tecido
ou feltro.
26
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
27
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.
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
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
28
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
29
A escolha dos Filtros de Mangas para controle de emissão
de particulados depende de diversos factores:
 Aplicação
 Acidez do gás de processo e materiais a serem recolhidos
 Eficiência requerida na separação das partículas
 Temperatura de operação
 Necessidade de recolher metais e toxinas como Chumbo,
Cádmio, Zinco, Dioxinas, HCl e Mercúrio
 Partículas Finas (PM10, PM2.5)
30
Vídeos sobre Filtros de Mangas
(clicar M1…M4 ou endereços)
Simulação
Limpeza
Interior
Fabrico
M1
M2
M3
M4
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
Precipitador Electrostático
Indústria de
Mineração
32
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
Indústria de Mineração
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
33
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAgJwAB/equipamentos-controle-poluicao-ar
34
“A mais importante operação de filtragem é feita a seco,
nos precipitadores electrostáticos”.
O Filtro Electrostático é um equipamento que limpa gases
usando forças eléctricas para remover partículas sólidas
ou líquidas da corrente de gás.
O gás é ionizado quando passa pelos condutores carregados
com voltagens opostas.
Cerca de 80% das partículas em suspensão no gás, que
passam pelo campo eléctrico, adquirem carga positiva e
20% carga negativa.
35
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
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.
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
36
37
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-deProcessos-Emissoes-de-Poluentes-Atmosfericos0
38
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
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
39
Lavador de Gases
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-deProcessos-Emissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
40
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.
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
41
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
42
Lavador de Gases para SOx
http://www.metalurgicatamarana.com.br/produtos.php?id=20
43
44
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAgJwAB/equipamentos-controle-poluicao-ar
http://pt.scribd.com/doc/33664218/Engenharia-de-ProcessosEmissoes-de-Poluentes-Atmosfericos
45
46
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
47
48
49
50
Após tufões, furacões, ciclones,
poeirada
e choques elétricos,
a poeira acenta.
é merecido !!
51
Fim