(13 10 16) aula 3 tecnologias de ECP

Prévia do material em texto

CONTROLE DA POLUIÇÃO DO AR 
UNISANTA 
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE 
CONTROLE DA POLUIÇÃO DO AR 
 
MATERIAL PARTICULADO 
 GASES 
 VAPORES 
 ODORES 
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE 
CONTROLE DA POLUIÇÃO DO AR 
Eleni Stark Rodrigues 
Estado físico do poluente 
 
Outros parâmetros: 
Mecanismo de controle, 
 uso ou não de água ou outro líquido 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Classificação dos ECP- AR 
Eleni Stark Rodrigues 
CONCEITO DE EFICIÊNCIA DE COLETA 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
CÁLCULO DA EFICIÊNCIA DE CONTROLE 
Eficiência Total de Equipamentos em série 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
CÁLCULO DA EMISSÃO Residual ou 
remanescente 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
 
 
Coletores Centrífugos 
(CICLONES) 
Eleni Stark Rodrigues 
CICLONES 
Eleni Stark Rodrigues 
Princípio de funcionamento: 
O ciclone baseia- se na ação da 
força centrífuga que age sobre as 
partículas carregadas pelo fluxo 
de gás, empurrando-as na direção 
 das paredes, e retirando-as do 
fluxo gasoso. 
 
Eleni Stark Rodrigues 
CICLONES 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
CICLONES 
VANTAGENS: 
 Baixo custo; 
 Baixa perda de carga; 
 Resistência a corrosão e temperatura; 
 Simplicidade de projeto e manutenção; 
 
DESVANTAGENS: 
 Baixa eficiência para partículas menores que 5 (μm) 
 Excessivo desgaste por abrasão 
 Possibilidade de entupimento (particulas menores, 
higroscópicas e/ou pegajosas). 
 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
CICLONES 
Diâmetro de corte do ciclone (d50). Adotar Nv entre 3 e 10. Nv = 6 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
CICLONES 
Ds 
S a 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Exercício de ciclone 
 
 Emissão residual 
Eleni Stark Rodrigues 
EXERCÍCIO 
Eleni Stark Rodrigues 
Cálculo da área, diâmetro e largura pelo 
método de LAPPLE 
Eleni Stark Rodrigues 
B= 0,25D 
Cálculo da eficiência fracionada 
Eleni Stark Rodrigues 
Calcule a emissão potencial e 
remanescente, concentração na CNTP 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
CÁLCULO DE EFICIÊNCIA EM SÉRIE 
Exercício de equipamento em série: 
Determinar a eficiência global de coleta e o 
percentual da emissão remanescente e a quantidade 
encontrada após controle, para um sistema de 
controle de poluição do ar composto de 3 
equipamentos em série, numa fonte de material 
particulado. Dados: 
•quantidade inicial de material particulado presente 
no efluente: 10.000 kg/h 
• eficiência de controle do equip. 1: 40% 
• eficiência de controle do equip. 2: 60% 
• eficiência de controle do equip. 3: 90% 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
 
 
FILTRO DE TECIDO OU FILTRO DE MANGAS 
Eleni Stark Rodrigues 
CONTROLE DA POLUIÇÃO DO AR PARA 
MATERIAL PARTICULADO 
Eleni Stark Rodrigues 
Filtro de tecido 
TIPOS DE FILTRO DE TECIDO 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Filtro de tecido tipo envelope 
horizontal e vertical 
Eleni Stark Rodrigues 
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
http://www.apoioprojetos.com.br/Imagens/Animacoes/Filtro%20Mangas.swf 
Eleni Stark Rodrigues 
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO 
http://www.apoioprojetos.com.br/Imagens/Animacoes/Filtro%20Mangas.swf 
SISTEMAS DE LIMPEZA 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
SISTEMAS DE LIMPEZA 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
22/10/2009 Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
PERDA DE CARGA –indicador de 
desempenho 
Eleni Stark Rodrigues 
 PERDA DE CARGA ELEVADA  SIGNIFICA 
OBSTÁCULO DO FLUXO GASOSO PARA PASSAR – 
INDICIOS DE ENTUPIMENTO OU EMPASTAMENTO 
 
 
PERDA DE CARGA BAIXA  SIGNIFICA QUE HÁ 
MANGAS FURADAS, SEM OBSTÁCULO 
USOS, VANTAGENS E DESVANTAGENS: 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 USOS: coletor final de partículas de todos os tamanhos, inclusive 
submicrômicas, exceto partículas adesivas; 
 VANTAGENS: - proporciona altas eficiências de coleta, chegando a 
mais de 99,9%; 
 pouco sensível a flutuação de vazão e concentração; 
 coleta a seco possibilitando recuperação fácil do material; 
 não apresenta problemas de resíduos líquidos; 
 manutenção simples; 
 operação simples; 
 perda de carga e custo de operação moderados; 
 vida útil longa, chega a 20 anos. 
USOS, VANTAGENS E DESVANTAGENS: 
 
DESVANTAGENS: 
 temperatura máxima restringida pelo material da manga; 
 custo de manutenção alto; 
 pode requerer tratamento especial das mangas para 
determinadas aplicações; 
 espaço requerido razoável especialmente no caso de limpeza 
por fluxo reverso (velocidade é menor) 
 localização das mangas furadas relativamente difícil (ex: 
U.Siderúrgica Tubarão 1200 mangas ou 300 por 
compartimento); 
 não pode ser utilizado em condições onde haja condições de 
condensação de umidade. 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
DIMENSIONAMENTO 
 filtro de tecido 
 
Eleni Stark Rodrigues 
tipo de filtro a ser utilizado (manga ou envelope), 
a escolha do sistema de limpeza, 
o meio filtrante a ser utilizado, 
o dimensionamento da área de filtragem necessária, 
velocidade de filtragem (razão vazão de gás/área 
filtrante) 
temperatura e 
umidade. 
EXERCÍCIO: Dimensionamento de 
filtro manga 
Determinar o número de mangas necessárias para 
controlar as partículas do efluente gasoso cuja 
vazão é igual a 4,72 106 cm3/seg., sendo dados: 
• vf = 4 cm/s 
• dimensões das mangas 
Ø= 0,203 m 
H = 3,66 m 
Eleni Stark Rodrigues 
Resolução 
• Primeiro calcula-se área total de uma manga : 
A(total) = A(lateral) + A(base) 
A(total) = 2 π r h + π r² 
A(total) = (2 π x 0,1015 m x 3.66 m) + (π x R2) 
A(total) = ( 2 x π x 0,1015 x 3,66) + [π x (0,1015)2] 
A(total) = 2,334 + 0,03236 
A(total) = 2,3665 m2 por manga 
Eleni Stark Rodrigues 
Resolução –cont. 
Aárea filtrante = Q gás/ vf 
Qgás= 4,72 10
6 cm3/seg  4,720 m³/s 
vf= 4 cm/s  0,04 m/s 
 
Área filtrante = (4,720 m3 /s) /(0,04m/s) 
 Área filtrante = 118 m2 
 
Número de mangas= Área filtrante/área de uma manga 
Número de mangas = 118 m² / 2,3665m².manga 
Número de mangas = 49,86 = 50 mangas 
Eleni Stark Rodrigues 
LAVADORES DE GASES 
Eleni Stark Rodrigues 
TIPOS DE LAVADORES 
Eleni Stark Rodrigues 
MATERIAL DE ENCHIMENTO 
Eleni Stark Rodrigues 
TIPOS DE LAVADORES 
Eleni Stark Rodrigues 
TORRE SPRAY 
CLASSIFICAÇÃO DOS LAVADORES 
Eleni Stark Rodrigues 
LAVADOR VENTURI E PERDA DE CARGA 
Eleni Stark Rodrigues 
LAVADOR E ELIMINADOR DE GOTAS 
Eleni Stark Rodrigues 
TIPOS DE DEMISTERS 
LAVADOR VENTURI EM SÉRIE 
Eleni Stark Rodrigues 
FILTRO PRENSA 
Eleni Stark Rodrigues 
REMOÇÃO DO SÓLIDO DA ÁGUA DE LAVAGEM SATURADA 
PLUMA DE VAPOR DE LAVADOREleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
MECANISMOS DE COLETA E USOS 
Eleni Stark Rodrigues 
VANTAGENS DO USO DE LAVADORES 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
DESVANTAGENS DO USO DE 
LAVADORES 
LIMITAÇÃO - LAVADOR DE GASES 
Substâncias hidrofóbicas 
 As substâncias possuem aversão à água, elas são insolúveis 
em água. As moléculas hidrofóbicas normalmente não são 
polarizadas, portanto não há atração entre elas e as 
moléculas de água, dessa forma não interagem. 
Substâncias hidrofílicas 
 As substâncias hidrofílicas possuem afinidade com a 
molécula de água e são solúveis nela. Isso ocorre porque as 
moléculas hidrofílicas são polarizadas. Como a água é uma 
molécula dipolar, ou seja, possui carga positiva e negativa, 
pode se ligar tanto à moléculas de carga positiva como de 
carga negativa. 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Dimensões na garganta do venturi 
Eleni Stark Rodrigues 
D1 
D2 𝑥 =
−𝑏 ± 𝑏2 − 4𝑎𝑐
2𝑎
 
Dimensões típicas: 
Área de entrada / Área da garganta = 4:1 
Ángulo de convergência = 12.5º 
Ángulo de divergência = 3.5º 
Dados assumidos - lavador venturi 
Eleni Stark Rodrigues 
𝑄𝐿
𝑄𝑔
=1 L/m³ 
𝑄𝐿
𝑄𝑔
=0,001 m³/m³ 
QL vazão do líquido 
Qg vazão do gás 
Velocidade na garganta (v) 
v= 60 a 120 m/s 
VALORES ADMITIDOS NO PROJETO: 
 
OU 
PRINCIPAIS PARÂMETROS OPERACIONAIS 
DE ALGUNS LAVADORES 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
EFICIÊNCIA DE COLETA 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
Exercícios lavador 
Calcule vazão de líquido necessária para um 
fluxo molar de 15281,13 moles/h, temperatura 
de 68°C 1 atm: 
 
 
 G=427,67 m³/h (vazão de gases) 
Admitindo que QL/Qg=0,001m³/m³ temos que: 
 QL= 0,428m³/h de água de lavagem 
 
 
Eleni Stark Rodrigues 
• Cálculo do diâmetro da garganta do venturi, 
considerando a premissa da velocidade de 
60m/s e vazão dos gases de 50000 m³/h: 
Q=v x A 
A=
50000𝑚³/ℎ
60 𝑚/𝑠( 3600)
 
A=0,231 m² 
A=
¶𝐷2
4
 D=0,5m 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Exercícios lavador 
Calcule a perda de carga do lavador na garganta 
e vazão de água necessária, considerando vazão 
de gases de 25000m³/h : 
 
 
Admitindo v=60 m/s e QL/Qg=0,001m³/m³ 
Perda carga= 0,0008(6000)2 (0,001) 
Perda de carga = 28,8 cm ou 288mmCA 
 
 
 
Eleni Stark Rodrigues 
• Calcule o diâmetro da gota, considerando a 
relação da vazão QL/Qg=0,001m³/m³ e a 
velocidade de 8000 cm/s: 
 
Eleni Stark Rodrigues 
𝐷𝑔 =
𝟓𝟎
𝟖𝟎𝟎𝟎
 + 91,8 (0,001)1,5 
 
Dg=0,009 cm 
Eleni Stark Rodrigues 
EFICIÊNCIA TOTAL DE EQUIPAMENTOS EM 
SÉRIE 
Exemplo 
 Determinar a eficiência global de coleta e o percentual 
da emissão remanescente e a quantidade encontrada 
após controle, para um sistema de controle de poluição 
do ar composto de 3 equipamentos em série, numa 
fonte de material particulado. Dados: 
• quantidade inicial de material particulado presente no 
efluente: 10.000 kg/h 
• eficiência de controle do equip. 1: 40% 
• eficiência de controle do equip. 2: 60% 
• eficiência de controle do equip. 3: 90% 
Eleni Stark Rodrigues 
SOLUÇÃO 
n= 97,6% 
Emissão remanescente (P) = 1 –n 
P= 1 -0,976= 0,024 ou P=2,4% 
 
Emissão após controle (Ef): 
Ei= 10.000 kg/h 
Ef = Ei x P = Ei (1-n) = 10.000Kg/h x 0,024 
Ef= 240 kg/h 
 
Quantidade coletada (Qc) ? 
Qc= 10.000-240 = 9760 kg/h 
 
Eleni Stark Rodrigues 
SOLUÇÃO 
n= 97,6% 
Emissão (remanescente) = P= 1 –n 
P= 1 -0,976= 0,024 ou P=2,4% 
 
Emissão após controle (Ef): 
Ei= 10.000 kg/h 
Ef = Ei x P = Ei (1-n) = 10.000Kg/h x 0,024 
Ef= 240 kg/h 
 
Quantidade coletada (Qc) ? 
Qc= 10.000-240 = 9760 kg/h 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
22/10/2009 Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
PRECIPITADORES ELETROSTÁTICOS 
PRECIPITADORES ELETROSTÁTICOS 
Eleni Stark Rodrigues 
PRECIPITADORES ELETROSTÁTICOS 
Eleni Stark Rodrigues 
Fonte : CETESB 
Saint Gobain 
 
CONDICIONADOR PRECIPITADOR CONDICIONADOR 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
PRECIPITADORES ELETROSTÁTICOS 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
 
Eleni Stark Rodrigues 
PRECIPITADORES ELETROSTÁTICOS 
VANTAGENS: 
 Tratar grandes vazões e altas temperaturas; 
 Alta eficiência de coleta para partículas pequenas 
 Baixo custo de operação e manutenção; 
 
DESVANTAGENS: 
 Custo inicial elevado; 
 Requer grande espaço físico. 
 
Eleni Stark Rodrigues 
USOS DO PRECIPITADOR 
Indústria de Cimento 
Fábrica de Papel 
Indústria do Aço 
Indústrias de vidro 
Indústria de Metais Não-Ferrosos 
Indústria Química e Petroquímica 
Eleni Stark Rodrigues 
MATERIAL PARTICULADO < 10 µ 
Eleni Stark Rodrigues