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UNIVERSIDADE DE RIBEIRÃO PRETO – UNAERP CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, NATURAIS E DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA Engenharia do Meio Ambiente Apostila Teórica 2 Equipamentos de separação sólido particulado-gás Prof. Dr. Murilo Daniel de Mello Innocentini http://lattes.cnpq.br/5681181471077426 muriloinnocentini@yahoo.com.br Ribeirão Preto – SP Agosto de 2015 2 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini SUMÁRIO 2.1. INTRODUÇÃO 3 2.2. FATORES DETERMINANTES NA ESCOLHA DO COLETOR DE MATERIAL PARTICULADO 3 2.3. BALANÇO DE MASSA EM COLETORES DE PARTÍCULAS 10 2.3.1. Balanço de massa para a fase gasosa 11 2.3.2. Balanço de massa para a fase particulada 13 2.4. EFICIÊNCIA GLOBAL DE COLETA 13 2.5. EFICIÊNCIA DE COLETA FRACIONÁRIA 14 2.6. DIÂMETRO DE CORTE 16 2.7. CÁLCULO DE PROPRIEDADES FÍSICAS DE CORRENTES GASOSAS 16 2.8. LISTA DE EXERCÍCIOS 19 3 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini 2.1. INTRODUÇÃO A separação e a coleta dos contaminantes particulados de uma corrente gasosa podem ser realizadas por ações físicas, químicas ou ainda pela combinação de ambas, dependendo do processo envolvido. A Figura 2.1 contém uma classificação dos principais equipamentos de limpeza de gases baseada nos mecanismos de coleta do material particulado. Figura 2.1. Classificação dos Equipamentos de Limpeza de Gases conforme a ação física para coleta do material particulado. Os equipamentos destacados serão aqueles detalhados nesta disciplina. 2.2. FATORES DETERMINANTES NA ESCOLHA DO COLETOR DE MATERIAL PARTICULADO A seleção de um coletor para um dado processo industrial nem sempre é tarefa fácil, tendo em vista o grande número de parâmetros que influenciam nos mecanismos de coleta, bem como o grau de importância relativa desses parâmetros para um mesmo tipo de equipamento. Assim, para facilitar o processo de seleção do equipamento, é fornecida a seguir uma lista de parâmetros e propriedades que Equipamentos de Equipamentos de Limpeza de GasesLimpeza de Gases CONTATOCONTATO Lavador SprayLavador Spray Lavador VenturiLavador Venturi Leito FluidizadoLeito Fluidizado INÉRCIAINÉRCIA CicloneCiclone Câmara inercialCâmara inercial ImpactadorImpactador FORÇAS DE CAMPOFORÇAS DE CAMPO Sedimentador GravitacionalSedimentador Gravitacional Precipitador EletrostáticoPrecipitador Eletrostático Aglomerador UltraAglomerador Ultra--sônicosônico BARREIRA FÍSICABARREIRA FÍSICA Filtro de MangaFiltro de Manga Filtro GranularFiltro Granular Filtro celularFiltro celular Equipamentos de Equipamentos de Limpeza de GasesLimpeza de Gases CONTATOCONTATO Lavador SprayLavador Spray Lavador VenturiLavador Venturi Leito FluidizadoLeito Fluidizado INÉRCIAINÉRCIA CicloneCiclone Câmara inercialCâmara inercial ImpactadorImpactador FORÇAS DE CAMPOFORÇAS DE CAMPO Sedimentador GravitacionalSedimentador Gravitacional Precipitador EletrostáticoPrecipitador Eletrostático Aglomerador UltraAglomerador Ultra--sônicosônico BARREIRA FÍSICABARREIRA FÍSICA Filtro de MangaFiltro de Manga Filtro GranularFiltro Granular Filtro celularFiltro celular Equipamentos de Equipamentos de Limpeza de GasesLimpeza de Gases CONTATOCONTATO Lavador SprayLavador Spray Lavador VenturiLavador Venturi Leito FluidizadoLeito Fluidizado INÉRCIAINÉRCIA CicloneCiclone Câmara inercialCâmara inercial ImpactadorImpactador FORÇAS DE CAMPOFORÇAS DE CAMPO Sedimentador GravitacionalSedimentador Gravitacional Precipitador EletrostáticoPrecipitador Eletrostático Aglomerador UltraAglomerador Ultra--sônicosônico BARREIRA FÍSICABARREIRA FÍSICA Filtro de MangaFiltro de Manga Filtro GranularFiltro Granular Filtro celularFiltro celular Equipamentos de Equipamentos de Limpeza de GasesLimpeza de Gases CONTATOCONTATO Lavador SprayLavador Spray Lavador VenturiLavador Venturi Leito FluidizadoLeito Fluidizado INÉRCIAINÉRCIA CicloneCiclone Câmara inercialCâmara inercial ImpactadorImpactador FORÇAS DE CAMPOFORÇAS DE CAMPO Sedimentador GravitacionalSedimentador Gravitacional Precipitador EletrostáticoPrecipitador Eletrostático Aglomerador UltraAglomerador Ultra--sônicosônico BARREIRA FÍSICABARREIRA FÍSICA Filtro de MangaFiltro de Manga Filtro GranularFiltro Granular Filtro celularFiltro celular 4 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini podem influenciar nesta decisão, sendo que a importância relativa dos parâmetros fica na dependência do rigor da legislação ambiental pertinente, bem como da experiência profissional do projetista. a) Concentração, tamanho e distribuição granulométrica das partículas. Aerossóis geralmente abrangem uma faixa muito grande de concentrações e dimensões de partículas. Uma elevada concentração (ou carga) de pó conduz às vezes ao entupimento de filtros e ciclones. Pode ser necessário realizar a retenção em estágios sucessivos, começando pelas partículas maiores. A Figura 2.2 contém dados típicos de tamanho de partículas para diversas operações industriais, bem como uma lista com os métodos indicados de eliminação dos poluentes de acordo com a natureza das partículas. Figura 2.2. Faixa granulométrica de diferentes materiais particulados e equipamentos típicos de separação. 5 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini b) Grau de purificação exigido: Para muitos tipos de agentes poluidores, existem recomendações e regulamentos que fixam os níveis de concentração máximos permitidos e o grau de purificação exigido, dependentes obviamente da natureza e propriedades do contaminante e do risco de dano que o mesmo possa oferecer à saúde e ao meio ambiente. No caso de centros cirúrgicos, salas de operação, unidades de tratamento intensivo, sala de curativos, laboratórios de pesquisas microbiológicas, etc., é necessário, além da filtração, que o ar seja esterilizado com radiação ultravioleta, uma vez que normalmente os vírus e certas bactérias não são retidos nos filtros comuns. A Apostila 1 contém tabelas com padrões e índices de qualidade do ar estabelecidos pelo CONAMA para diversos poluentes. c) Características do ar ou gás transportador do poluente. Exercem um papel importante na seleção do tipo de equipamento purificador a adotar. Correntes gasosas ou de vapores acima de 80°C impedem o emprego de coletores de tecido de algodão. A ocorrência de vapor ou a condensação de vapor d’água podem empastar ou prejudicar a passagem do ar ou das partículas em coletores de pano ou de tipo centrífugo. Afetam a resistividade elétrica das partículas e, portanto, sua precipitação eletrostática. A composição química da mistura gasosa poderá ser o fator determinante da corrosão de coletores metálicos de tipo seco, e o produto químico pode tornar-se extremamente agressivo quando misturado com a água eventualmente condensada em coletores de tipo seco. A temperatura também afeta as seguintes propriedades do gás de arraste: - Densidade: Influi em operações envolvendo o empuxo ou inércia. Também afeta a vazão volumétrica da corrente gasosa. - Viscosidade: Influi na resistência ao escoamento do gás, e, assim, na potência requerida do equipamento mecânico e na eficiência do coletor. - Combustividade: Caso o gás carreador sejainflamável ou explosivo, aconselha-se o emprego de lavadores e depuradores e não os precipitadores eletrostáticos. 6 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini - Agressividade química: Os gases e vapores carreados não devem reagir com o material que constitui os equipamentos de coleta ou dutos de transporte. d) Características do poluente conduzido pelo gás. - Densidade: afeta a velocidade de sedimentação das partículas, bem como a separação por ação inercial ou centrífuga. - Solubilidade: O rendimento de um lavador ou depurador de gases é maior quando o gás poluente se dissolve facilmente na água. Por outro lado, para poluentes particulados, a solubilidade pode ser prejudicial, formando pastas ou géis de difícil separação ou tratamento. - Combustividade: Quando pretende-se que o poluente seja incinerado, deve-se atender para eventuais riscos de explosão. - Agressividade química: Do mesmo modo que para o caso da corrente gasosa, o material poluente não deve reagir com o material que constitui os equipamentos de coleta ou dutos de transporte. - Agressividade biológica: A necessidade de completa assepsia em certos recintos hospitalares e nos casos já citados exige os chamados filtros absolutos, acompanhados do aparelho de lâmpadas bactericidas de radiação ultravioleta. f) Facilidade de limpeza e manutenção: influencia a escolha do tipo de coletor e a freqüência de interrupção do processo. g) Custos de fabricação, operação e manutenção: Quando mais que uma opção de limpeza for disponível para atender uma determinada eficiência de coleta, uma avaliação econômica deverá ser feita para minimização dos custos de instalação, operação e manutenção do equipamento. 7 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini Tabela 2.1. Vantagens e desvantagens de alguns equipamentos de limpeza de gases Avaliação Tipo de separador Ciclones Lavadores Filtros de manga Precipitador eletrostático Vantagens Baixo custo Operação a altas temperaturas Baixo custo de manutenção (não tem partes móveis) Pode tratar particulados inflamáveis e explosivos Absorção de gases e remoção de particulados no mesmo equipamento Variada eficiência de coleta Neutralização de gases e particulados corrosivos Resfriamento dos gases Alta eficiência Pode separar uma grande variedade de particulados Projeto modular Baixa queda de pressão Alta eficiência Pode tratar grandes volumes de gases com pequena queda de pressão Separação seca e úmida Ampla faixa de temperaturas de operação Baixos custos de operação Desvantagens Baixa eficiência para pós finos Queda de pressão relativamente elevada Corrosão Poluição secundária (efluente líquido) Contaminação das partículas Ocupa uma área considerável Danos às mangas por altas temperaturas Mangas não operam em condições úmidas Perigo de fogo e explosão alto custo de investimento Não controla emissões gasosas Pouca flexibilidade Ocupa grande espaço É afetado pela resistividade das cinzas 8 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini Tabela 2.2. Desempenho comparativo de alguns equipamentos de limpeza de gases Equipamento dp (m) P (mmH2O) Grau de limpeza esperado Eficiência global para um pó típico (%) Tmax do gás (°C) Investimento capital (*) Custo operação (*) Ciclone > 10 25 - 75 80% em partículas menores que 20 m e mais de 95% para partículas maiores que 50 m 85 500 1 1 Torre de nebulização > 3 50 - 175 98% em partículas maiores que 5 m e 50% para partículas menores que 5 mm 95 200-250 2 2-3 Lavador venturi > 0,3- 1,0 375-750 90-95% para partículas menores que 5 m. 99 200-250 2-3 3-4 Filtro de manga > 0,5- 1,0 25-250 95 a 99% para partículas menores que 5 m 99 200-250 8-10 2-3 Precipitador eletrostático > 0,001 6-12 Desde 80% até 99,9 para todas partículas menores que 5 m 99 500 10-15 1-2 (*) comparativo ao ciclone 9 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini Tabela 2.3. Desempenho comparativo de alguns equipamentos de limpeza de gases 10 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini Tabela 2.3. Eficiência típica de coleta de alguns equipamentos de limpeza de gases. Equipamento de limpeza Diâmetro de partícula (m) 0 - 5 5 - 10 10 - 20 20 - 44 > 44 Câmara Sedimentação 7,5% 22% 43% 80% 90% Ciclone 12% 33% 57% 82% 91% Multi-ciclone 25% 54% 74% 95% 98% Filtro de Tecido 99% 100% 100% 100% 100% Lavador Méd Energia 80% 90% 98% 100% 100% Lavador Venturi 95% 99,5% 100% 100% 100% Precipitador eletrostático 97% 99% 99,5% 100% 100% 2.3. BALANÇO DE MASSA EM COLETORES DE PARTÍCULAS Considere o seguinte sistema de separação e coleta de material particulado suspenso em uma corrente gasosa (aerossol) mostrado na Figura 2.3. Esquema de separador de material particulado Sejam os seguintes parâmetros: WE = vazão mássica do material particulado suspenso na corrente de entrada (kg/s) WS = vazão mássica do material particulado suspenso na corrente de saída (kg/s) WC = vazão mássica de material particulado coletado no separador (kg/s) 11 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini GE = vazão mássica de gás na corrente de entrada (kg/s) GS = vazão mássica de gás na corrente de saída (kg/s) QE = vazão volumétrica da suspensão na corrente de entrada (m3/s) QS = vazão volumétrica da suspensão na corrente de saída (m3/s) TE = temperatura da corrente de entrada (K) TS = temperatura da corrente de saída (K) TN = temperatura na condição padronizada do CNTP (0°C = 273 K) PE = pressão absoluta da corrente de entrada (mmHg ou Pa) PS = pressão absoluta da corrente de saída (mmHg ou Pa) PN = pressão absoluta na condição padronizada (760 mmHg = 101,325 kPa = 1 atm) CE = concentração de material particulado na corrente de entrada (mg/m3) CS = concentração de material particulado na corrente de saída (mg/m3) CS,N = concentração de material particulado na corrente de saída na condição padrão (kg/Nm3) E = densidade do gás na corrente de entrada (kg/m3) S = densidade do gás na corrente de saída (kg/m3) MMg = massa molar do gás (0,0289 kg/mol para ar seco) R = constante dos gases ideais (62,36 L.atm/mol.K = 8,314 Pa.m3/mol.K) wEi = fração mássica das partículas com diâmetro dpi na entrada do separador (-) ou (%). global = eficiência global de coleta de material particulado no separador (-) ou (%) i = eficiência fracionária de coleta de material particulado no separador (-) ou (%) dpi = diâmetro de partícula (m) WEi = vazão mássica do material particulado com diâmetro dpi na corrente de entrada (kg/s) WSi = vazão mássica do material particulado com diâmetro dpi na corrente de saída (kg/s) 2.3.1. Balanço de massa para a fase gasosa No separador ilustrado na Figura 2.3, considera-se que ogás entre por E e saia apenas por S. Logo: 12 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini SE GG (2.1) Mas: EEE QG (2.2) SSS QG (2.3) E gE E RT MMP (2.4) S gS S RT MMP (2.5) Então, de (2.2) a (2.5) em (2.1), tem-se: S gS S E gE E RT MMP Q RT MMP Q (2.6) S E E S ES P P T T QQ (2.7) A Equação (2.7) fornece a vazão volumétrica de gás na saída do separador sabendo-se a vazão volumétrica na entrada e as pressões e temperaturas na entrada e saída do separador. Exceto se especificado em contrário, adota-se que as pressões absolutas na entrada e na saída permaneça praticamente inalterada (PE PS), podendo a Equação (2.7) ser simplificada para: E S ES T T QQ (2.8) 13 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini Caso não haja variação de temperatura da entrada para a saída do separador, a Equação (2.8) pode ser adicionalmente simplificada para: ES QQ (2.9) 2.3.2. Balanço de massa para a fase particulada No separador ilustrado na Figura 2.3, considera-se que as partículas em suspensão que entram em E e possam sair por C e S. Logo: CSE WWW (2.10) Sendo: EEE QCW (2.11) SSS QCW (2.12) 2.4. EFICIÊNCIA GLOBAL DE COLETA A eficiência de coleta é uma medida do desempenho de um equipamento de limpeza de gases na remoção de partículas. A eficiência global de coleta do equipamento (global) é definida como: W W E C global (2.13) Ou, combinando-se as Equações (2.10) e (2.13): 14 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini W W-W E SE global (2.14) Caso não haja variação de temperatura e pressão no separador (QE = QS) a Equação (2.14) pode ser simplificada para: C C-C E SE global (2.15) CUIDADO! A Equação (2.15) só vale para T e P constantes!! Evite usá-la! Prefira a Equação (2.14). 2.5. EFICIÊNCIA DE COLETA FRACIONÁRIA A eficiência de coleta de um separador é em geral função do tamanho da partícula contida no aerossol. Porém, quase todos os aerossóis são compostos por uma distribuição de partículas de diferentes tamanhos. Deste modo, torna-se importante definir a eficiência de coleta fracionária (i), para cada faixa de tamanho de partículas: W W-W Ei SiEi i (2.16) Sendo: WEi = vazão mássica de material particulado com diâmetro dpi na corrente de entrada (kg/s) WSi = vazão mássica de material particulado com diâmetro dpi na corrente de saída (kg/s) Existem equações específicas para determinar a eficiência fracionária (i) para cada tipo de equipamento, como será visto nas apostilas seguintes. Por outro lado, a vazão mássica WEi pode ser 15 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini obtida com base na distribuição granulométrica do material particulado em suspensão na entrada do separador, enquanto a vazão mássica WSi pode ser obtida com base na eficiência fracionária: EEiEi WwW (2.17) iEiSi 1WW (2.18) Com: n 1i Ei 1w (2.19) n 1i i,EE WW (2.20) n 1i i,SS WW (2.21) A concentração de aerossol na corrente gasosa de saída do separador pode ser calculada então por: S S S Q W C (2.22) Quando a corrente gasosa que sai do separador é eliminada diretamente na atmosfera (pela chaminé, por exemplo), é necessário comparar a concentração de material particulado com o limite de emissão pelas normas regulamentadoras federais do CONAMA ou com normas estaduais. Essa comparação é realizada com a concentração de saída sendo normalizada para as condições padrões (P = 760 mmHg = 1 atm = 101,325 kPa e T = 0°C = 273 K). Assim, a concentração de saída corrigida para a condição padrão (CS,N) é dada por: 16 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini S N N S SN,S P P T T CC (2.23) 2.6. DIÂMETRO DE CORTE O diâmetro de corte (d50) é definido como o diâmetro da partícula para o qual 50% da massa de partículas é coletada no separador. Este parâmetro é importante para comparar o desempenho diferentes equipamentos para uma mesma tarefa. Em geral, o equipamento com menor diâmetro de corte será o com melhor desempenho, pois coletará com mais eficiência partículas menores. Este conceito é melhor entendido na Figura 2.4. Figura 2.4. Definição gráfica de diâmetro de corte para 2 equipamentos de separação. 2.7. CÁLCULO DE PROPRIEDADES FÍSICAS DE CORRENTES GASOSAS Para o dimensionamento ou avaliação de desempenho de separadores gás-sólido, é necessário o conhecimento das propriedades da corrente gasosa, em especial da densidade e da viscosidade. 17 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini Tabela 2.4. Equações para a obtenção das propriedades de vários gases. )273T(R PMM g Lei dos gases ideais (2.24) C273T C273 273 273 T n n 1,5 o Equação de Sutherland (2.25) Gás MMg (g/mol) o (10-5Pa.s) Cn (-) Intervalo de temperatura (°C) NH3 17 0,831 503 20 a 300 CO2 44 1,38 254 20 a 280 CO 28 1,66 101 20 a 280 Cl2 71 1,23 350 20 a 500 C2H6 30 0,861 252 25 a 300 C2H4 28 0,839 225 20 a 300 H2 02 0,848 138 20 a 825 CH4 16 1,00 164 20 a 500 N2 28 1,66 105 20 a 825 NO2 46 1,78 128 20 a 250 NO 30 1,36 260 20 a 280 O2 32 1,92 125 15 a 830 C3H8 44 0,75 290 20 a 300 Ar seco padrão 29 1,73 125 15 a 800 Observações: 1) Nas Equações (2.24)-(2.25), T é dado em °C e P em mmHg para em (kg/m3) e em (Pa.s) 2) R é a constante dos gases ideais: R = 62,36 L.mmHg.mol-1.K-1 Cuidado: para cálculos e conversões de vazões e concentrações na entrada (CE, GE, QE e WE) e na saída (CS, GS, QS e WS) do separador, usamos as respectivas temperaturas, pressões e densidades de entrada (TE, PE e E) e de saída (TE, PE e E). Porém, para efeitos de cálculo das propriedades físicas dos gases ( e ) nas equações de eficiência fracionária, usamos os valores calculados na temperatura média ™: 2 TT T SEM (2.26) 2 PP P SEM (2.27) 18 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini Exemplo. Um separador gás-sólido deve processar 12000 m3/h de um aerossol contendo 850 mg/m3 de material particulado de densidade 1600 kg/m3 e distribuição granulométrica dada na tabela a seguir. A corrente gasosa (ar) entra no separador a 100°C e 700 mmHg e sai a 60°C e 690 mmHg. Sabe-se que a equação que fornece a eficiênciafracionária é dada por: 2i i dp/151 1 ][ , com dpi em (m). Obtenha a eficiência global do equipamento, a vazão mássica de material particulado coletado e a concentração de material particulado na corrente gasosa de saída do equipamento, corrigida para a condição normal (0°C e 760 mmHg). Distribuição granulométrica do aerossol na corrente de entrada: Diâmetro de partícula, dpi (m) 1 5 10 20 30 40 50 Fração mássica, wi (-) 0,05 0,10 0,15 0,30 0,25 0,10 0,05 RESPOSTAS: Parâmetro Valor Fonte WE (kg/h) 10.2 Eq. (2.11) CE (mg/m 3 ) 850 Enunciado QE (m 3/h) 12000 Enunciado QS (m 3 /h) 10868 Eq. (2.7) TE (°C) 100 Enunciado TS (°C) 60 Enunciado PE (mmHg) 700 Enunciado PS (mmHg) 690 Enunciado E (kg/m 3 ) 0.873 Eq. (2.4) S (kg/m 3) 0.964 Eq. (2.5) MMg (g/mol) 29 Tabela 2.4 WS (kg/h) 3.03 Eq. (2.21) WC (kg/h) 7.17 Eq. (2.10) global (-) 70.3 Eq. (2.14) CS (mg/m 3) 279 Eq. (2.22) CS,N (mg/Nm 3) 375 Eq. (2.23) Enunciado Enunciado Eq. (2.17) Enunciado Eq. (2.18) dpi (m) wi (-) WEi (kg/h) i (-) WSi (kg/h) 1 0.05 0.51 0.0099 0.505 5 0.10 1.02 0.2000 0.816 10 0.15 1.53 0.5000 0.765 20 0.30 3.06 0.8000 0.612 30 0.25 2.55 0.9000 0.255 40 0.10 1.02 0.9412 0.060 50 0.05 0.51 0.9615 0.020 Soma 1.00 10.20 3.03 Eq. (2.19) Eq. (2.20) Eq. (2.21) 19 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini 2.8. LISTA DE EXERCÍCIOS 1) Uma empresa de projetos desenvolveu um sistema integrado de limpeza de gases para o processo produtivo de uma mineradora. Os objetivos são recuperar o pó contido no aerossol e atender ao limite de emissão de particulados na atmosfera, que é de 450 mg/m3. O material particulado apresenta densidade absoluta de 7800 kg/m3 e o sistema tem as seguintes características, conforme o fluxograma a seguir: As seguintes informações são solicitadas: a) Para cada equipamento, obtenha a vazão mássica retida de pó e a eficiência global de coleta. b) Qual a eficiência global do sistema integrado de limpeza de gases? Tal sistema atenderá ao limite de emissão estabelecido pela legislação? Considere que nas equações de eficiência de cada equipamento, o diâmetro dpi seja dado em m. 2) Quais equipamentos (ou conjunto de equipamentos) de limpeza de gases você recomendaria para os seguintes processos industriais ou comerciais: a) Indústria de móveis, com atividade de corte, lixamento e conformação de peças de madeira. b) Indústria de pisos cerâmicos, com atividade de mistura, moldagem e queima de materiais cerâmicos com a liberação de material particulado e gases (contendo flúor) no ambiente de trabalho. AerossolAerossol Q = 15300 m3/h CE = 37 g/m 3 T = 25°C P = 760 mmHg Distribuição de particulados Distribuição de particulados (em massa)(em massa): 60% com dpi = 60 m 40% com dpi = 20 m Coletor 1 Q = 0 Wpó = ? ]d0005,0exp[1 2pii Coletor 2 1,3 pi i d 20 1 1 Q = 0 Wpó = ? Coletor 3 pi pi i d5,01 d5,0 Q = 0 Wpó = ? Ar Q = 15300 m3/h T = 25°C P = 760 mmHg AerossolAerossol Q = 15300 m3/h CE = 37 g/m 3 T = 25°C P = 760 mmHg Distribuição de particulados Distribuição de particulados (em massa)(em massa): 60% com dpi = 60 m 40% com dpi = 20 m Coletor 1 Q = 0 Wpó = ? ]d0005,0exp[1 2pii Coletor 2 1,3 pi i d 20 1 1 Q = 0 Wpó = ? Coletor 3 pi pi i d5,01 d5,0 Q = 0 Wpó = ? Ar Q = 15300 m3/h T = 25°C P = 760 mmHg 20 Engenharia Meio Ambiente – UNAERP - Prof. Dr. Murilo D.M. Innocentini c) Supermercado, com 5 geradores de energia elétrica movidos a diesel, colocados em uma sala com proteção acústica. d) Incinerador municipal para resíduos da saúde pública. Capacidade para 20 toneladas por dia. e) Indústria de cimento, na saída do forno rotativo, onde é preparado o clínquer. f) Indústria beneficiadora de arroz. Em cada caso, apresente a solução mis viável tecnicamente e também do ponto de vista econômico. Apresente sucintamente as vantagens da sua escolha comparado aos outros equipamentos disponíveis. 3) Um equipamento de coleta de material particulado deve processar 2000 m3/h de um aerossol contendo 25 g/m3 de partículas. Se a eficiência global de coleta desejada for de 92%, então qual a concentração de partículas na corrente de saída e qual a massa de pó coletada por hora no equipamento? Se a concentração de saída for de 0,1 g/m3, qual será a eficiência do equipamento?
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