Módulo 3 Combustão (parte II)

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QUÍMICA TECNOLÓGICAQ T
MODESTO HURTADO FERRER, PROF. DR.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – UFSC
CENTRO DE ENGENHARIAS DA MOBILIDADE - CEM
2013/2
SUMÁRIO
MÓDULO: 3
Processos de Combustão.
Definições fundamentais.
Combustão completa e incompleta.
Ponto de Fulgor, Ponto de Combustão e Ponto 
de Ignição.
Combustão espontânea.Combustão espontânea.
Produtos da combustão.
Combustão e chama.
Composição dos combustíveis.
Poder Calorífico.
Relação Ar/Combustível.
Volume dos gases de combustão.
Análise dos gases de combustão.
Controle da combustão e emissão de poluentes.
BROWN, T. L.; LEMAY, H. E.; BRUSTEN, B. E. Química: a Ciência 
Central. 9ª Edição. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.
KOTZ, J.C.; TREICHEL, P.M.; WEAVER, G.C. Química Geral e 
Reações Químicas. Cengage Learning: São Paulo, 2010.
BIBLIOGRAFÍA
BROWN, L. S; HOLME, T. A. Química Geral Aplicada à Engenharia. 
Cengage Learning: São Paulo, 2006.
RUSSEL, J. B. Química Geral. 2ª Ed. Vol. 1. São Paulo: McGraw Hill, 
1994.
PERUZZO, F.M.; CANTO, E.L. Química na Abordagem do Cotidiano. 
São Paulo: Moderna, 1999.
CLASSIFICAÇÃO DAS
REAÇÕES DA COMBUSTÃOREAÇÕES DA COMBUSTÃO
Lentas: Lentas: 
São conhecidas como corrosão e tem velocidade de São conhecidas como corrosão e tem velocidade de 
liberação de calor muito baixa, não produzindo liberação de calor muito baixa, não produzindo 
incandescência do combustível.incandescência do combustível.
4Fe + 3O4Fe + 3O22 → 2Fe→ 2Fe22OO33
Classificação das Reações de CombustãoClassificação das Reações de Combustão
4Fe + 3O4Fe + 3O22 → 2Fe→ 2Fe22OO33
RápidasRápidas::
SãoSão asas reaçõesreações dede combustãocombustão propriamentepropriamente ditasditas..
LiberamLiberam calorcalor emem velocidadevelocidade suficientesuficiente parapara provocarprovocar
aa incandescênciaincandescência dodo combustívelcombustível..
CHCH44 + 2O+ 2O22 → CO→ CO22 + 2H+ 2H22OO
Classificação das Reações de CombustãoClassificação das Reações de Combustão
CHCH44 + 2O+ 2O22 → CO→ CO22 + 2H+ 2H22OO
Explosão: Explosão: 
Reação instantânea entre o combustível e o comburente.Reação instantânea entre o combustível e o comburente.
TNT + OTNT + O22 → CO→ CO22 + H+ H22O + NOO + NO
Classificação das Reações de CombustãoClassificação das Reações de Combustão
TNT + OTNT + O22 → CO→ CO22 + H+ H22O + NOO + NO
Reagentes / Produtos da Combustão
Maioria dos processos industriais de combustão utiliza ar Maioria dos processos industriais de combustão utiliza ar 
ambiente como fonte de oxigênio;ambiente como fonte de oxigênio;
O conhecimento da necessidade de ar para a combustão O conhecimento da necessidade de ar para a combustão 
e da composição e volume dos produtos de combustão e da composição e volume dos produtos de combustão e da composição e volume dos produtos de combustão e da composição e volume dos produtos de combustão 
é fundamental para o projeto e controle de é fundamental para o projeto e controle de 
equipamentos de combustão;equipamentos de combustão;
A estequiometria química fornece os principais dados A estequiometria química fornece os principais dados 
necessários aos cálculos de combustão.necessários aos cálculos de combustão.
Combustão Completa e IncompletaCombustão Completa e Incompleta
Combustão completaCombustão completa:
Ocorre quando todos os elementos oxidáveis
(redutores), presentes no combustível, são
transformados integralmente em seus óxidos de
maior número de oxidação (Nox) possível.
Ex. o carbono se transforma em CO2, o hidrogênio 
em H2O e o enxofre em SO2.
C + OC + O22  COCO22
2H2H22 + O+ O22  2H2H22OO
S + OS + O22  SOSO22
Combustão Completa e IncompletaCombustão Completa e Incompleta
Combustão Incompleta:Combustão Incompleta:
Quando nem todos os átomos dos elementos Quando nem todos os átomos dos elementos 
redutores se transformam em seus óxidos de maior redutores se transformam em seus óxidos de maior 
NoxNox. O carbono pode se transformar em monóxido . O carbono pode se transformar em monóxido 
de carbono (CO) ou nem reagir com o oxigênio, de carbono (CO) ou nem reagir com o oxigênio, 
gerando fuligem.gerando fuligem.gerando fuligem.gerando fuligem.
2C + O2C + O22  2CO2CO
Na combustão incompleta Na combustão incompleta podepode--sesses ter cadeias de ter cadeias de 
hidrocarbonetos não reagidos, inclusive alguns hidrocarbonetos não reagidos, inclusive alguns 
perigosos, como: hidrocarbonetos polinucleados, perigosos, como: hidrocarbonetos polinucleados, 
dioxinas e outros compostos polinucleados, inclusive dioxinas e outros compostos polinucleados, inclusive 
organoclorados.organoclorados.
Combustão Completa e IncompletaCombustão Completa e Incompleta
Fatores:Fatores:
A ocorrência de reação completa ou incompleta A ocorrência de reação completa ou incompleta 
depende de vários fatores:depende de vários fatores:
-- Relação entre as massas de combustível e de comburente Relação entre as massas de combustível e de comburente 
= relação ar/combustível;= relação ar/combustível;
- Temperatura na qual se processa a reação;
- Tempo de permanência do combustível;
- Presença ou não de catalisadores.
Produtos da Combustão
A combustão de qualquer combustível gera A combustão de qualquer combustível gera 
os chamados os chamados gases de combustão ou gases de combustão ou 
fumosfumos..
gás carbônico (COgás carbônico (CO22););
vapor de água (Hvapor de água (H22O);O);
óxidos de enxofre (SOóxidos de enxofre (SO22 e SOe SO33););
monóxido de carbono (CO);monóxido de carbono (CO);
óxidos de nitrogênio (NO e NOóxidos de nitrogênio (NO e NO22),),
entre outros.entre outros.
Produtos da Combustão
A queima de combustíveis sólidos e líquidos pode gerar, 
além dos gases, produtos sólidos, as chamadas cinzas, 
que são compostos inorgânicos presentes nos 
combustíveis, formados principalmente por óxidos, 
como: Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, TiO2, SiO2 e outros 
compostos.compostos.
As cinzas podem ser 
arrastadas pelos gases de 
combustão, constituindo os 
compostos particulados, 
juntamente com a fuligem, 
oriunda da combustão 
incompleta.
Na combustão temNa combustão tem--se reações se reações 
de combinação com o de combinação com o 
oxigênio, as quais nem sempre oxigênio, as quais nem sempre 
são acompanhadas de são acompanhadas de 
luminosidade, mas sempre luminosidade, mas sempre 
Combustão e ChamaCombustão e Chama
luminosidade, mas sempre luminosidade, mas sempre 
liberam calor. liberam calor. 
A chama é o resultado da A chama é o resultado da 
combustão de um gáscombustão de um gás..
A chama obtida na combustão A chama obtida na combustão 
de líquidos devede líquidos deve--se aos se aos vapores vapores 
liberados pelo combustível em liberados pelo combustível em 
sua superfíciesua superfície, que se intensificam , que se intensificam 
à medida que a temperatura à medida que a temperatura 
aumenta.aumenta.
Combustão e ChamaCombustão e Chama
Já a chama obtida na queima Já a chama obtida na queima 
de combustíveis sólidos resulta da de combustíveis sólidos resulta da 
volatilização do sólidovolatilização do sólido; ; 
decomposição do sólido com decomposição do sólido com 
formação de gases e formação formação de gases e formação 
de gases combustíveis no de gases combustíveis no 
processo de oxidação, como o processo de oxidação, como o 
monóxido de carbono.monóxido de carbono.
Combustão e ChamaCombustão e Chama
Estrutura da Chama
a) Zona inferior ou fria: a) Zona inferior ou fria: não apresenta coloração 
ou é escura, sendo formada por uma mistura de ar 
primário e gás não queimado;
Combustão e ChamaCombustão e Chama
b) Zona azul:b) Zona azul: ocorre queima completa do gás;
CHCH44 + 2O+ 2O22 → CO→ CO22 + 2H+ 2H22O O 
c) Zona redutora: c) Zona redutora: ocorre decomposição de 
hidrocarbonetos devido ao calor, formando carbono 
livre, que aparece sob forma luminosa na chama, 
com isso, torna-se a zona mais brilhante da mesma.
Combustão e ChamaCombustão e Chama
CHCH44 + calor → C + 2H+ calor → C + 2H22
C + 1/2 OC + 1/2 O22 → CO→ CO
2H2H22 + O+ O22 → 2 H→ 2 H22OO
d) Zona oxidante: d) Zona oxidante: em contato com o oxigênio do ar, 
os produtos da zona redutora queimam com 
facilidade, sendo esta a zona externa, fracamente 
visível.
Combustão e ChamaCombustão e Chama
C + O2 → CO2
CO + ½ O2 → CO2
H2 + ½ O2 → H2O
Obs.: 
na combustão de
CO e H2
temos apenas
as zonas (a) e (b) 
Propriedades dos Combustíveis Propriedades dos Combustíveis 
Sólidos Sólidos e Líquidose Líquidos
Ponto de fulgorPonto de fulgor
Já foi estudado e é importante para a Já foi estudado e é importante para a 
segurança na estocagem e o transporte dos segurança na estocagem e o transporte dos 
combustíveis líquidos principalmente.combustíveis líquidos principalmente.combustíveis líquidos principalmente.combustíveis líquidos principalmente.
ViscosidadeViscosidade
Propriedade importante para o bombeamento Propriedade importante para o bombeamento 
de combustíveis líquidos, pois representa a de combustíveis líquidos, pois representa a 
resistência que um fluido oferece ao ser resistência que um fluido oferece ao ser 
movimentado.movimentado.
Propriedades dos Combustíveis Propriedades dos Combustíveis 
Sólidos Sólidos e Líquidose Líquidos
Ponto de fluidezPonto de fluidez
É a menor temperatura em que um líquido É a menor temperatura em que um líquido 
começa a fluir, sendo importante para começa a fluir, sendo importante para 
estocagem, bombeamento e para sua entrada estocagem, bombeamento e para sua entrada estocagem, bombeamento e para sua entrada estocagem, bombeamento e para sua entrada 
nos queimadores.nos queimadores.
DensidadeDensidade
Representa a relação entre a massa e o volume Representa a relação entre a massa e o volume 
de um material. É uma propriedade importante de um material. É uma propriedade importante 
para o transporte e estocagem, além disso, é para o transporte e estocagem, além disso, é 
importante nos cálculos de poder calorífico.importante nos cálculos de poder calorífico.
Propriedades dos Combustíveis Propriedades dos Combustíveis 
Sólidos Sólidos e Líquidose Líquidos
GranulometriaGranulometria..
Propriedade importante dos combustíveis Propriedade importante dos combustíveis 
sólidos, pois determina a velocidade de sólidos, pois determina a velocidade de 
combustão, o tipo de equipamento a ser usado combustão, o tipo de equipamento a ser usado combustão, o tipo de equipamento a ser usado combustão, o tipo de equipamento a ser usado 
na queima e o sistema de estocagem e na queima e o sistema de estocagem e 
transporte.transporte.
Composição dos CombustíveisComposição dos Combustíveis
Composição Química ElementarComposição Química Elementar
―― UsadaUsada parapara combustíveiscombustíveis sólidossólidos ee líquidoslíquidos..
―― IndicaIndica oo teorteor dosdos elementoselementos químicosquímicos ee dede cinzascinzas
existentesexistentes nono combustívelcombustível..
―― ConsisteConsiste emem umum processoprocesso químicoquímico analíticoanalítico queque―― ConsisteConsiste emem umum processoprocesso químicoquímico analíticoanalítico queque
permitepermite determinardeterminar osos teoresteores dede carbono,carbono,
hidrogênio,hidrogênio, nitrogênio,nitrogênio, enxofreenxofre ee cinzas,cinzas, presentespresentes
emem umum dadodado combustívelcombustível..
―― OO teorteor dede oxigêniooxigênio éé obtidoobtido porpor diferençadiferença entreentre osos
valoresvalores dosdos elementoselementos determinadosdeterminados ee oo totaltotal dede
massamassa analisadaanalisada..
―― OsOs resultadosresultados sãosão expressosexpressos emem %% emem massamassa..
Composição dos CombustíveisComposição dos Combustíveis
Composição Química gasosaComposição Química gasosa
―― UsaUsa--se a cromatografia em fase gasosa para se a cromatografia em fase gasosa para 
determinação dos compostos gasosos presentes determinação dos compostos gasosos presentes 
em um combustível gasoso.em um combustível gasoso.
―― Os resultados são expressos em % volumétricaOs resultados são expressos em % volumétrica..―― Os resultados são expressos em % volumétricaOs resultados são expressos em % volumétrica..
Análise ImediataAnálise Imediata
Processos de análise, principalmente para 
os carvões:
a) Umidade total – segundo a norma técnica NBR 
8293/83, é determinada pela diferença do material determinada pela diferença do material 8293/83, é determinada pela diferença do material determinada pela diferença do material 
seco em estufa a 105seco em estufa a 105°°C, durante uma horaC, durante uma hora;
b) Cinza – norma NBR 8289/83, que recomenda a 
combustão da amostra em forno mufla, com 
atmosfera oxidante, com ou sem a adição de 
oxigênio. O resíduo remanescente após a queima é O resíduo remanescente após a queima é 
pesado e registrado como teor de cinzapesado e registrado como teor de cinza;
Análise ImediataAnálise Imediata
c) Matéria volátil – norma NBR 8290/83 baseiabaseia--se na se na 
determinação dos destilados voláteis do carvão secodeterminação dos destilados voláteis do carvão seco, 
desprendidos durante o aquecimento em forno 
elétrico, na ausência de oxigênio, sob rígido controle elétrico, na ausência de oxigênio, sob rígido controle 
de massa, temperatura e tempo. Carvões com alto 
teor de voláteis tendem a queimar mais rapidamente 
que os de baixo teor de voláteis;
d) Carbono fixo – a norma NBR 8299/83 recomenda o 
cálculo do teor de carbono fixo a partir de teores de 
cinza, matéria volátil e umidade.
Análise ImediataAnálise Imediata
O carbono fixo é um parâmetro utilizado para os cálculos
de balanço energético e na caracterização de carvões.
Ele Ele representa a concentração de carbono representa a concentração de carbono Ele Ele representa a concentração de carbono representa a concentração de carbono 
remanescente após a determinação dos % de umidade, remanescente após a determinação dos % de umidade, 
matéria volátil e cinza, além de outros elementos matéria volátil e cinza, além de outros elementos 
remanescentes em menor quantidade, como o remanescentes em menor quantidade, como o 
nitrogênio, o oxigênio, o hidrogênio e o enxofre.nitrogênio, o oxigênio, o hidrogênio e o enxofre.
carbono carbono fixo = 100 fixo = 100 –– (%umidade + %cinza + %matéria (%umidade + %cinza + %matéria 
volátil)volátil)
Poder Calorífico - PC
RefereRefere--se a quantidade de calor liberado na se a quantidade de calor liberado na 
queima completa de uma unidade de massa ou queima completa de uma unidade de massa ou 
de volume de um combustível.de volume de um combustível.
Pode ser expresso em J/kg; J/mPode ser expresso em J/kg; J/m33; kcal/kg ou ; kcal/kg ou 
kcal/mkcal/m33..
Poder Calorífico
Poder Calorífico Superior (PCS): Poder Calorífico Superior (PCS): é a quantidade de calor 
expressa em joules ou caloria, que libera a queima 
completa de uma unidade de massa do combustível 
seco, sendo que a água, proveniente da queima do 
hidrogênio, seja condensada no estado líquido.
Poder Calorífico Inferior (PCI): Poder Calorífico Inferior (PCI): é a quantidade de calor 
expressa em joules ou caloria, que libera a queima 
completa de uma unidade de massa do combustível 
seco, permanecendo a água, proveniente da queima 
do hidrogênio, na forma de vapor.
A diferença entre os dois é o calor latente de 
vaporização da água. 
Determinação do Poder Calorífico
O poder calorífico pode ser determinadoO poder calorífico pode ser determinado 
por métodos experimentais ou teoricamente por métodos experimentais ou teoricamente 
por cálculo, desde que se conheça por cálculo, desde que se conheça por cálculo, desde que se conheça por cálculo, desde que se conheça 
a composição elementar do combustível a composição elementar do combustível 
e o calor de combustão dos elementos e o calor de combustão dos elementos 
ou compostos gasosos.ou compostos gasosos.
Métodos Experimentais
11-- Bomba Calorimétrica de Bomba Calorimétrica de BerthelotBerthelot--MahlerMahler: : 
usado para determinar o PCS de combustíveis 
sólidos e líquidos.
22-- Calorímetro de Calorímetro de JunkersJunkers: : 
usado para determinar o PCS de combustíveis 
líquidos e gasosos.
Métodos Experimentais
33-- Bomba calorimétrica: determinação do poder Bomba calorimétrica: determinação do poder 
calorífico:calorífico:
combustão de uma pequena quantidade de combustível combustão de uma pequena quantidade de combustível 
num recipiente preenchido com Onum recipiente preenchido com O22 sob pressão, a volume sob pressão, a volume 
constante.constante.constante.constante.
o poder calorífico determinado por calorímetros o poder calorífico determinado por calorímetros 
corresponde ao PCS, pois o vapor d’água proveniente da corresponde ao PCS, pois o vapor d’água proveniente da 
queima do combustível se condensa, devolvendo ao queima do combustível se condensa, devolvendo ao 
calorímetro o calor absorvido em sua vaporização.calorímetro o calor absorvido em sua vaporização.
FF
AA
Métodos Experimentais
A quantidade de calor, Q, recebida pelo conjunto que 
forma o calorímetro é igual em módulo à variação de 
energia interna do sistema reacional. 
Q = Q = m.c.m.c.TT
EE
DDCC
BB
Calorímetro.
Q = calor liberado pela reação = calor 
recebido pelo sistema [kJ ou kcal];
m = massa de água [kg]
c = calor específico da água [kJ/kg.°C 
ou kcal/kg.°C];
T = (T2 – T1)
variação de temperatura [°C].
Métodos Experimentais
Considerando uma massa (m), ou um volume (V) 
qualquer de um combustível que libera uma 
quantidade (Q) de energia em combustão 
completa, nas condições normais de temperatura 
e pressão, temos:e pressão, temos:
PC = Q/m ..............[kJ/kg ou kcal/kg] 
ou
PC = Q/V ..............[kJ/m³ ou kcal/m³]
Métodos Matemáticos
1- Fórmula de Dulong:
Utiliza os dados da composição elementar dos combustíveis 
e é utilizada para combustíveis sólidos e líquidos.
O calor de combustão de um combustível é igual à soma 
dos calores desprendidos pela combustão dos elementos 
que o integram.
Os combustíveis são formados por compostos químicos, 
onde os elementos estão unidos por ligações químicas, 
sendo necessário dispender um trabalho para romper estas 
ligações, o que afeta o poder calorífico. 
Métodos Matemáticos
1- Fórmula de Dulong, (cont.):
Além disso, a fórmula assume que o oxigênio do 
combustível está combinado com o hidrogênio na forma 
de água de constituição.de água de constituição.
Estes dois fatos fazem com que os valores obtidos pelo uso 
da fórmula de Dulong sejam aproximados.
Otimização da Combustão Otimização da Combustão 
Uma combustão exige certas condições para se obter 
o máximo de aproveitamento do poder calorífico (PC) 
do combustível. 
Essas condições podem ser representadas pelo trio 3T’s 
e pelo controle do excesso de ar empregado. 
 Temperatura
 Turbulência
 Tempo de permanência
Controle sobre o excesso de ar de combustãoControle sobre o excesso de ar de combustão
Para uma boa combustão deve-se usar uma
quantidade de ar acima do valor calculado
estequiometricamente, o chamado excesso de ar,
para facilitar o contato entre o combustível e o
oxigênio.
O excesso de ar acarreta as seguintes
consequências sobre a combustão:
O excesso de ar acarreta as seguintes
consequências sobre a combustão:
- aumenta a probabilidade de contato entre os reagentes;
- encurta a chama;
- diminui o teor de CO2 nos gases de chaminé;
- aumenta as perdas pela chaminé;
As quantidades de excesso de ar são determinadas
empiricamente e dependem do combustível e dos
equipamentos de combustão.
Perdas de Calor na CombustãoPerdas de Calor na Combustão
Perdas Inerentes ou InevitáveisPerdas Inerentes ou Inevitáveis
― Estas são as perdas relacionadas com o modo de operar a 
combustão a nível industrial, onde nem sequer conseguimos 
atingir o aproveitamento de 100% do PCI.atingir o aproveitamento de 100% do PCI.
― Perdas pela água que sai na forma de vapor nos gases de 
combustão, pela chaminé, com isso, passamos a trabalhar 
com o PCI e não com o PCS;
Perdas de Calor na CombustãoPerdas de Calor na Combustão
― Perdas pelos gases de combustão por estarem em
temperaturas acima de 150oC, pois em temperaturas
menores há o risco de condensação de soluções ácidas de
ácido sulfuroso e sulfúrico, causando corrosão na chaminé,
sendo que nem se consegue, desta maneira atingir o
aproveitamento de todo o PCI.aproveitamento de todo o PCI.
― Quando os gases estão a temperaturas muito acima de
180°C e com volumes elevados, é possível diminuir as perdas
pela chaminé, transferindo calor dos gases de combustão,
através dos seguintes procedimentos: pré-aquecimento do
ar de combustão; pré-aquecimento da água da caldeira e
do combustível.
Perdas de Calor na CombustãoPerdas de Calor na Combustão
Perdas Evitáveis.
― Neste caso estão incluídas as perdas por combustão
incompleta, que devem ser evitadas utilizando-se as
condições para uma boa combustão já estudadas.
A análise dos gases de combustão ou de gases
perdidos dos processos de combustão:
― Grande variedade de equipamentos para análise de
gases.
Análise dos Gases de CombustãoAnálise dos Gases de Combustão
gases.
― Em base seca de volume (sem referência à água no gás);
O valor da análise do gás de combustão reside na
informação que tal análise é capaz de 
proporcionar e na interpretação colocada em tal
informação.
Análise dos Gases de CombustãoAnálise dos Gases de Combustão
InterpretaçãoInterpretação dada análiseanálise do do gásgás de de combustãocombustão::
- deficiências no processo de combustão;
- vazamento no forno ou no sistema condutor; 
- inconsistências na análise e especificação do combustível.
Análise dos gases de combustão:Análise dos gases de combustão:
Métodos físicos: não destrutivos (não alteram a composição Métodos físicos: não destrutivos (não alteram a composição 
da amostra de gases)da amostra de gases)
Métodos químicos: absorvem os componentes da amostra Métodos químicos: absorvem os componentes da amostra 
de gases, alterando a sua composição.de gases, alterando a sua composição.
Exemplos de métodos e equipamentos de análise de 
gases de combustão:
Métodos físicos: Métodos físicos: 
-- Cromatografia Cromatografia em fase gasosa;em fase gasosa;
-- Analisador Analisador tipo infravermelho (CO, COtipo infravermelho (CO, CO22, SO, SO22, NO, CH, NO, CH44 e NHe NH33););
Análise dos Gases de CombustãoAnálise dos Gases de Combustão
-- Analisador Analisador tipo infravermelho (CO, COtipo infravermelho (CO, CO22, SO, SO22, NO, CH, NO, CH44 e NHe NH33););
-- Analisadores Analisadores paramagnéticos para Oparamagnéticos para O22;;
Métodos químicos:Métodos químicos:
-- Analisadores Analisadores eletroquímicos;eletroquímicos;
-- Analisadores Analisadores quimiluminescentesquimiluminescentes para para NOxNOx;;
-- Aparelho Aparelho de de OrsatOrsat..
→ Aparelho portátil ou de bancada 
ainda usado para analisargases de 
combustão secos e que consiste de 
recipientes, contendo soluções 
aquosas, que absorvem 
Aparelho de Aparelho de OrsatOrsat
aquosas, que absorvem 
seletivamente CO2, SO2, O2 e CO. 
→ Solução de KOH a 36º Baumé: 
absorve os gases ácidos, ou seja, 
CO2 e SO2;
→ Solução de ácido pirogálico: 
absorve O2;
Aparelho de Aparelho de OrsatOrsat
→ Solução amoniacal de CuCl: absorve
o CO.
→ O N2 é calculado por diferença entre
o volume inicial e o absorvido.
Controle de Emissão de PoluentesControle de Emissão de Poluentes
Relembrando a importância do conhecimento
prévio da composição do combustível para
previsão e controle das emissões originadas da sua
queima:
 COCO ee CCxxHHyy:: seuseu aparecimentoaparecimento entreentre osos produtosprodutos dada combustãocombustão éé
indicativoindicativo dede baixabaixa eficiênciaeficiência dodo processoprocesso;;
 NONO ee NONO22:: teorteor dede NN nono combustívelcombustível;;
 SOSO22:: teorteor dede SS nono combustívelcombustível..
TeorTeor de COde CO22 no no gásgás de de exaustãoexaustão secoseco::
 ForneceFornece umauma medidamedida útilútil do do rendimentorendimento dada combustãocombustão
de um de um determinadodeterminado combustívelcombustível;;
 ProporçãoProporção máximamáxima de COde CO22 nosnos produtosprodutos de de combustãocombustão
Controle de Emissão de PoluentesControle de Emissão de Poluentes
 ProporçãoProporção máximamáxima de COde CO22 nosnos produtosprodutos de de combustãocombustão
seráserá encontradaencontrada quandoquando a a relaçãorelação ArAr//CombustívelCombustível for for 
estequiométricaestequiométrica;;
 Na Na práticaprática: : concentraçõesconcentrações de COde CO22 devemdevem ser ser maismais
baixasbaixas queque a a estequiométricaestequiométrica pelapela necessidadenecessidade de se de se 
usarusar arar emem excessoexcesso;;
 A A quantidadequantidade de de excessoexcesso de de arar decrescedecresce com o com o 
aumentoaumento dada capacidadecapacidade e com o e com o rendimentorendimento maiormaior no no 
equipamentoequipamento de de combustãocombustão..
Baixos valores de Baixos valores de COCO22 podempodem ser ser provocadosprovocados porpor: : 
 ExcessoExcesso exageradoexagerado de de arar no no processoprocesso de de combustãocombustão;;
Insuficiência de ar (combustão incompleta);Insuficiência de ar (combustão incompleta);
Controle de Emissão de PoluentesControle de Emissão de Poluentes
 Insuficiência de ar (combustão incompleta);Insuficiência de ar (combustão incompleta);
 Entrada falsa de ar na fornalha;Entrada falsa de ar na fornalha;
 Nebulização imperfeita do combustível (óleos).Nebulização imperfeita do combustível (óleos).
PrecipitadorPrecipitador eletrostáticoeletrostático
utiliza utiliza campo elétrico para campo elétrico para 
atrair as partículas até os atrair as partículas até os 
eletrodos coletores; apresenta eletrodos coletores; apresenta 
alta eficiência de separação alta eficiência de separação 
Separação de Material Particulado dos 
Gases
alta eficiência de separação alta eficiência de separação 
(99,5%).(99,5%).
Bateria Bateria de ciclonesde ciclones: : 
tem tem baixo valor de investimento, porém alta perda de carga baixo valor de investimento, porém alta perda de carga 
introduzida no escoamento dos gases, sendo que o material introduzida no escoamento dos gases, sendo que o material 
coletado é descarregado seco.coletado é descarregado seco.
Separação de Material Particulado dos 
Gases
Lavador Lavador de gás ou de gás ou scrubberscrubber: : 
- Utilizatiliza aa lavagemlavagem dodo gásgás comcom águaágua nebulizadanebulizada parapara formarformar pequenaspequenas
gotasgotas..
-- EsseEsse equipamentoequipamento temtem baixobaixo custocusto fixofixo ee altoalto custocusto operacional,operacional, poispois
necessitanecessita dede tratamentotratamento dodo efluenteefluente líquidolíquido geradogerado..
-- PossuiPossui baixabaixa eficiênciaeficiência parapara pequenaspequenas partículaspartículas..
Separação de Material Particulado dos 
Gases
EscalaEscala BacharachBacharach::
Interpretação da escala de comparação de fuligem:Interpretação da escala de comparação de fuligem:
0 = Máximo (excesso de ar)0 = Máximo (excesso de ar)
1 = Excelente (deve ser mantido)1 = Excelente (deve ser mantido)
2 = Bom (pouca emissão de particulado)2 = Bom (pouca emissão de particulado)
3 = Regular (pouca fuligem, mas pode melhorar)3 = Regular (pouca fuligem, mas pode melhorar)
4 = Ruim (condição de máxima operação, já entra no campo visual)4 = Ruim (condição de máxima operação, já entra no campo visual)
5 = Insatisfatório (procurar melhorar)5 = Insatisfatório (procurar melhorar)
6 = Insatisfatório6 = Insatisfatório
7 = Insatisfatório (admite7 = Insatisfatório (admite--se até 3 minutos para câmeras frias)se até 3 minutos para câmeras frias)
8 = Insatisfatório (desligue o 8 = Insatisfatório (desligue o queimadorqueimador))
9 = Insatisfatório (desligue o 9 = Insatisfatório (desligue o queimadorqueimador e recomece novamente)e recomece novamente)
Gases - Monóxido de Carbono
Altamente tóxico, sem cor, odor e gosto, e não irritante;Altamente tóxico, sem cor, odor e gosto, e não irritante;
Só pode ser detectado através de instrumentos de Só pode ser detectado através de instrumentos de 
análise.análise.
Alguns efeitos fisiológicos que ocorrem a pessoas Alguns efeitos fisiológicos que ocorrem a pessoas Alguns efeitos fisiológicos que ocorrem a pessoas Alguns efeitos fisiológicos que ocorrem a pessoas 
expostas a diferentes concentrações deste gás no ar:expostas a diferentes concentrações deste gás no ar:
→→ 35ppm é a concentração máxima permitida para exposição 35ppm é a concentração máxima permitida para exposição 
contínua (8h) contínua (8h) –– CONAMA nCONAMA n°°003, 28/06/1990.003, 28/06/1990.
→→ 200ppm: leve dor de cabeça após (2200ppm: leve dor de cabeça após (2--3)h;3)h;
→→ 400ppm: dor de cabeça frontal dentro de (1400ppm: dor de cabeça frontal dentro de (1--2)h;2)h;
→→ 800ppm: náuseas e convulsões dentro de 45min. 800ppm: náuseas e convulsões dentro de 45min. 
Inconsciência em cerca de 2h.Inconsciência em cerca de 2h.
Gases - Óxidos de Enxofre - SOx
UmaUma parcelaparcela dodo SSOO22 produzidoproduzido nana câmaracâmara dede combustãocombustão
podepode serser oxidadaoxidada aa SOSO33,, dependodependo dasdas condiçõescondições dede TT ee
excessoexcesso dede arar;;
AA oxidaçãooxidação dodo SSOO22,, tambémtambém,, ocorreocorre nana atmosferaatmosfera,, ee éé
ativadaativada pelospelos raiosraios ultravioletaultravioleta dodo solsol;;ativadaativada pelospelos raiosraios ultravioletaultravioleta dodo solsol;;
NasNas partespartes maismais friasfrias dodo processoprocesso,, ouou apósapós oo efluenteefluente gasosogasoso
terter sidosido emitidoemitido parapara aa atmosferaatmosfera,, aa umidadeumidade dosdos gases,gases,
ouou dodo arar atmosféricoatmosférico reagereage comcom oo SOSO33 produzindoproduzindo ácidoácido
sulfúricosulfúrico::
HH22O + SOO + SO33  HH22SOSO44
Gases - Óxidos de Enxofre - SOx
O ácido sulfúrico pode condensar nas partes mais frias
de equipamentos industriais, como caldeiras e
fornalhas;
Os gases ácidos do enxofre são um dos principais
causadores da chuva ácida, juntamente com o
óxidos de nitrogênio;óxidos de nitrogênio;
O controle das emissões pode ser realizado através da
remoção desses gases do efluente gasoso:
→ Utilização de combustíveis com baixo teor de enxofre;
→ Lavagem de gases em corrente de líquido alcalino.
A água desse processo precisa ser analisada antes do
seu lançamento em rios ou lagos e, se necessário,
deve ser tratada para atingir os padrões exigidos
pela legislação ambiental.
Gases - Óxidos de Nitrogênio
Os óxidosde nitrogênio (NOx) formados durante o
processo de combustão são constituídos de
aproximadamente 95% de óxido nítrico (NO) e o
restante de dióxido de nitrogênio (NO2).
Principais alternativas para minimização destas
emissões:
→ Utilização de combustíveis com baixo teor de nitrogênio;
→ Modificações no processo de combustão;
→ Baixo excesso de ar;
→ Recirculação dos gases de exaustão;
→ Tratamentos pós-combustão.
Gases - Compostos Orgânicos Voláteis
Os principais são:Os principais são:
― VOCs e SVOCs (compostos orgânicos voláteis e semi 
voláteis)
― PAH ( hidrocarbonetos polinucleares)
― PCDDs ( dibenzo paradioxina policloradas) 75 isômeros
― PCDFs ( policíclico dibenzofuranos) 135 isômeros― PCDFs ( policíclico dibenzofuranos) 135 isômeros
Razões de sua formação:Razões de sua formação:
― Mistura não homogênea entre combustível e ar; 
― Má distribuição do tempo de residência dos gases;
― Esfriamento da chama, interrompendo as reações.