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equipamentos de controle de particulados

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do líquido, N/m; 
ρD- Densidade do líquido, kg/m3; 
µD- Viscosidade cinemática do líquido, kg/m.s; 
QL- Fluxo de líquido, m3/min; 
QG- Fluxo de gás, m3/min. 
 
3- Cálculo do diâmetro aerodinâmico das partículas de cinzas. 
 
 2pipi
2
pai dc1000d ⋅ρ⋅⋅= (5.41) 
 
 Neste caso ci é o fator de Cunningham para a partícula de diâmetro dpi. 
 
 Silva E., Controle da Poluição do Ar na Indústria Açucareira 97
4- Cálculo do parâmetro inercial Kpti . 
 
 
dg
argg
2
pai
pti D9
V.d
K ⋅µ⋅= (5.42) 
 
5- Cálculo do parâmetro F (Kpti * f). 
 
 ( ) ⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡
++⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +⋅⋅+⋅−−⋅=⋅
f*K7,0
49,0
7,0
7,0fK
ln4,1fK7,0
K
1fKF
pti
pti
pti
pti
pti (5.43) 
 
O coeficiente experimental f leva em conta todos os parâmetros não 
considerados explicitamente durante o cálculo da penetração e da eficiência. Que valor 
tomar para coeficiente ? 
 
• Calvert recomenda f = 0,25 para partículas hidrófobas; f = 0,4 – 0,5 para partículas 
hidrofílicas; f = 0,5 para lavadores Venturi de grande escala. 
• Calvert em seu livro “Scrubber Handbook” realiza todos os cálculos para f = 0,25. 
• Um estudo de Rudnick et al. (1986) mostrou que com o valor f = 0,31 obtém-se um 
ajuste muito melhor que com 0,25. 
 
6- Cálculo da penetração Pti. 
 
 ( )⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡ ⋅⋅⋅µ
⋅ρ⋅⋅= fKFVD
Q
Q
55
2expP ptiargg
g
dd
G
L
it (5.44) 
Unidades: 
G
L
Q
Q - m3/m3; 
ρd- kg/m3; 
dD - m; 
µg- kg/m.s; 
Vgarg- m/s. 
 
7- Cálculo da eficiência por frações. 
 
 itif P1E −= (5.45) 
 
8- A eficiência total. 
 
 ∑
=
∆⋅=
m
1i
ifit fEE (5.46) 
 
 Além do método de Calvert para o cálculo da eficiência em lavadores Venturi 
utiliza-se o método de Johnstone (Theodore & Buonicore, 1988) e o método de Yung et 
al. (1978). 
 Silva E., Controle da Poluição do Ar na Indústria Açucareira 98
Método de Johnstone 
 
 ( ) ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ ϕ⋅⋅⋅−−= 5,0i
G
L
if Q
Qk1337,0exp1E (5.47) 
 
 
dg
arggp
2
p
i D
Vd
03387,0 ⋅µ
⋅ρ⋅⋅=ϕ (5.48) 
 
Sendo: 
ϕ1 - Parâmetro de impacto inercial (adimensional); 
k - Coeficiente de correlação (valores entre 7,48 e 14,96 m3/m3). 
 
Unidades: 
ρp- kg/m3; 
Vgarg- m/s; 
µg- kg/m.s; 
dD - µm. 
 
Projeto de lavadores tipo Venturi. 
 
 Licht (1988) propõe um método geral para o projeto de lavadores tipo Venturi 
que consta dos seguintes passos: 
1. Selecione, na faixa de valores usualmente utilizados, um par de valores para QL/QG e 
Vgarg; 
2. Com base nestes valores calcule o diâmetro Sauter das gotas de água dD através das 
equações vistas anteriormente no texto; 
3. Para o valor selecionado de Vgarg e o calculado de dD calcule Red e Cd. 
 
 
( )
g
gDarggd
1D
VVD
Re µ
ρ⋅−⋅= (5.49) 
 
 313,0
1D1D
1D Re
60,3
Re
24C += (5.50) 
 
A expressão anterior é a equação de Schiller & Naumann, válida na faixa de 
valores 0,5 < Rep< 3; 
 
4. Utilizando os valores determinados no ponto 3, calcular 
dgG
dL
CQ
QB ⋅ρ⋅
ρ⋅= , (5.51) 
5. Selecione uma dimensão de partícula dpi e calcule o valor do fator de Cunningham 
Cci; 
6. Para esta partícula, calcular 
( )
dg
dargg
2
pigci
pti D9
VVdC
K ⋅µ⋅
−⋅⋅ρ⋅= ; (5.52) 
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7. Selecione um valor de L (comprimento adimensional da garganta; recomenda-se 
assumir L = 2-3), calcule o comprimento da garganta lgarg e ugarg; 
 
 argg
Dd
gD l
D2
C3
L ⋅ρ⋅⋅
ρ⋅⋅= (5.53) 
 
 ( )1XXX12
V
Vu 22
t
d
argg −⋅+−⋅== (5.54) 
 
Onde o valor de X calcula-se como 1
D16
Cx3
X
dd
gd +ρ⋅⋅
ρ⋅⋅⋅= e argglx = (5.55) 
 
8. Calcule a penetração Pti (Yung et al., 1978); 
 
( ) ( )[ ]
( )
( )
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡ ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +−++−
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡ ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +−+−−
−+−+−=
−
−
5,0
il1
il
5,0
ilil
il
5,0
ilt1
il
t
5,0
il
til
5,0
t
5,1
til
til
i
7,0
Ktan
K
7,01K02,52,4K4
7,0K
1
7,0
Ku1tan
K
7,0u1K02,5
7,0u1K
1
u12,4u1K4
7,0)u1(K
1
B
Pln
 (5.56) 
 
9. Repita os passos 5-7 para diferentes dimensões de partículas; 
10. Calcule a eficiência total de separação; 
11. Repita todos os cálculos para diferentes valores de QL/QG e/ou Vgarg. Considere 
também outros valores para L e para ugarg; 
12. Determine o comprimento da garganta e a queda de pressão total. 
 
5.4- Precipitadores eletrostáticos: características construtivas e 
dimensionamento. 
 
5.4.1 Fundamentos teóricos da operação de precipitadores eletrostáticos. Tipos de 
precipitadores e aplicações. 
 
 O separador ou precipitador eletrostático é um equipamento para o controle de 
particulados, que utiliza forças elétricas para movimentar as partículas desde o fluxo de 
gases até os eletrodos coletores. Os precipitadores são os únicos equipamentos de 
controle de particulados nos quais as forças de remoção atuam somente sobre as 
partículas e não sobre todo o fluxo de gás. Isto provoca altas eficiências de separação 
(99,5 %) com uma pequena queda de pressão do gás, de aproximadamente 5 polegadas 
de H2O (Keifer). 
 Entre os maiores fabricantes destes equipamentos no mundo destaca-se a firma 
Lodge Sturtevant subsidíaria da FLS miljo a/s, que tem comercializado e instalado mais 
de 4000 precipitadores eletrostáticos. Outros fabricantes de renome são a United 
McGill, a Marsulex Environmental Technologies e a ASEA Brown-Bovery (ABB). 
 Silva E., Controle da Poluição do Ar na Indústria Açucareira 100
 
Principio de operação (Figura 5.15): 
 
• Dá-se uma descarga elétrica nas partículas, forçando-as a passar através de uma 
coroa (região de ionização do gás). O efeito coroa é produzido pelos eletrodos de 
descarga, mantidos com alta voltagem no centro do fluxo de gás; 
• Deposição das partículas nos eletrodos coletores e remoção dos mesmos por 
sacudimento dos eletrodos ou lavagem com água. 
 
 
 
Figura 5.15- Princípio de operação de um precipitador eletrostático (Cortesia da 
Marsulex Environmental Technologies). 
 
A Figura 5.16 ilustra como varia a concentração de particulados desde a entrada 
até a saída do precipitador. 
 
 
 
Figura 5.16- Variação da concentração de cinzas desde a entrada até a saída do 
precipitador (Cortesia da Marsulex Environmental Technologies). 
 
 Os precipitadores eletrostáticos tem aumentado extraordinariamente sua 
eficiência nos últimos anos (Figura 5.17) em conseqüência da aprovação de normas de 
emissão cada vez mais rigorosas e à acirrada concorrência com os filtros de mangas. 
Atualmente já é possível alcançar concentrações de particulados no gás de 5-10 mg/Nm3 
à saída destes equipamentos (Gaiotto, 1997). 
Os tipos de precipitadores mais difundidos são os seguintes: 
• De placa e arame; 
• De placas planas; 
• Úmido. 
 
 Silva E., Controle da Poluição do Ar na Indústria Açucareira 101
 
 
Figura 5.17- Emissões garantidas e obtidas após os precipitadores eletrostáticos. 
Valores médios de vários países e aplicações (Gaiotto, 1997). 
 
Precipitador de placa e arame (Figuras 5.18 e 5.19). 
 
 Esta configuração é utilizada em uma ampla variedade de aplicações industriais: 
caldeiras para carvão, fornos de cimento, incineradores de resíduos sólidos, caldeiras 
recuperadoras de plantas de papel, etc. 
 
 
Figura 5.18- Precipitador eletrostático de placa e arame (Cortesia da ABB do 
Brasil). 
 
Nos precipitadores de placa e arame o fluxo de gás passa entre placas metálicas 
paralelas. Os arames suspensos entre as placas constituem os eletrodos de descarga de 
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alta voltagem. Os eletrodos geralmente recebem uma polaridade

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