EMA-Aula 7 - Equipamentos de Controle

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22/09/2016
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Mecanismos de controle da poluição do arTécnicas de redução na fonte
Fontes fixas ou estacionárias podem ser de origemindustrial ou não (lavanderias, hospitais, hotéis, etc...)
Emissões de origem industrial mais significativas:
 inerentes ao processo;
 descontrole e erros operacionais;
 falhas de manutenção;
 volatilização de líquidos;
 fragmentação à seco e manuseio de pulverulentos;
 acidentes.
A gestão de fontes estacionárias de poluição atmosféricadivide-se em ações indiretas e diretas.
Mecanismos de controle da poluição do arTécnicas de redução na fonte
Ações indiretas
 Localização da fonte: afastamento dos receptores,aproveitamento da diluição atmosférica proporcionadapela condições meteorológicas.
 Altas chaminés
 Tecnologias de produção mais limpa (P+L)  1ªopção a ser considerada, pois são ambientalmente maiseficientes.
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Mecanismos de controle da poluição do arTécnicas de redução na fonte
Ações Diretas
 Ações de caráter corretivo tem como objetivo:-adequar aos padrões estabelecidos na legislaçãovigente;-reter os poluentes presentes na corrente gasosa,liberando ar limpo.
 Normalmente os poluentes são transferidos do meiogasoso para meio líquido ou sólido.
Equipamentos de controle
Mecanismos de controle da poluição do arEquipamentos de controle
Escolha dos Equipamentos de Controle da Poluição
 Aspectos técnicos: natureza dos poluentes, taxa deemissão, eficiência, características do local, destinaçãofinal do poluente.
 Outros aspectos: legislação, custo de investimento emanutenção.
 Dividem-se em 2 grupos:-controle de material particulado-controle de gases e vapores
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Mecanismos de controle da poluição do arEquipamentos de controle/Controle de MP
Os equipamentos mais utilizados são:
 câmaras de sedimentação
 separadores ciclônicos
 filtros de manga*
 separadores úmidos (lavadores de gás ou scrubbers)
 filtros eletrostáticos ou precipitadores eletrostáticos*
*mais eficientes
Durante a seleção do separador de MP deve-se considerar:
 eficiência;
 consumo de energia;
 custo do investimento;
 natureza física e química do particulado;
 periculosidade (incêndios e explosões).
Mecanismos de controle da poluição do ar1MP-Câmara de sedimentação
 Empregada p/ pré-tratamento
 Remove MP de d>40µm
 A principal força de separação é a gravitacional
  Perda de carga (10mm H2O)
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Mecanismos de controle da poluição do ar2MP-Separadores ciclônicos
 Normalmente é um pré-coletor
 Remove MP de d>5 a 10µm
 A principal força de separação éa centrífuga
  Perda de carga (25 a 75mmH2O)
 Eficiência global=85% p/ um pótípico
 Equipamento de baixo custo deinvestimento e operação
 Opera em temperaturas elevadas
 d e velocidades de entrada
 >Eficiência e <perda de carga
 Resistência à erosão
 Entupimentos freqüentes
Multiciclone
Mecanismos de controle da poluição do ar2MP-Separadores ciclônicos
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Mecanismos de controle da poluição do arCâmara de sedimentação X Separadores ciclônicos
Mecanismos de controle da poluição do ar3MP-Filtros de manga
 É muito utilizado paracontrole de emissão deMP
 Remove MP de d>1µm
 Meio filtrante = tecido+ cake
  Perda de carga
 Eficiência >99%
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Mecanismos de controle da poluição do ar3MP-Filtros de manga
Conjunto de filtros de manga Parâmetros de projeto Características dosparticulados: granulometria ecapacidade de aglomeração.
 Característica do gás:temperatura e corrosividade.
 Vazão do gásárea do filtro
Características do pano
smA
QpanoGás
filtro
// 
Tabelada ou calculada
Mecanismos de controle da poluição do ar3MP-Filtros de manga
9EEER4,6 – 20,0NÃO260232TEFLON3
5PEEP - R3,0 – 21,3SIM316288F. DE VIDRO
8BERE7,6 – 21,3NÃO260218NOMEX3
6EEEE2,1 – 9,1SIM12193Polipropileno
4BBBE6,0 – 18,0SIM163135DACRON
3RBBB6,0 –13,7SIM135116ORLON3
2PRPE4,6 – 9,1SIM12193NYLON3
7PRRB6,0 – 18,0NÃO12193LÃ
ÁLCALISÁC. ORGÂNICOSÁC. MINERAISABRASÃOEXPOSIÇÃO CURTAEXPOSIÇÃO LONGA
CUSTO RELATIVO2RESISTÊNCIA
1PERMEABILIDADE (m3 / m2à 12,7 mmH2O)
RESIST.À CORROSÃOTEMPERATURA DE OPERAÇÃO (°C)FIBRA
1. P = POUCO ; R = RAZOÁVEL ; B = BOA ; E = EXCELENTE2. CUSTO RELATIVO; 1–Menor custo; 9–Maior custo; os demais variam proporcional/.3. Marca registrada Dupont
Características dos meios filtrantes
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Mecanismos de controle da poluição do ar3MP-Filtros de manga
Sistemas de Limpeza
 Limpeza por fluxo revertido do gás: gás limpo passa nosentido inverso causando o colapso das mangas
 Limpeza por sacudimento mecânico: recomendadosomente para tecidos capazes de resistir às tensõesmecânicas.
 Limpeza por jato pulsante: golpe (pulso) de ar a altapressão que expande a manga, neste caso o fluxo de gássujo é de fora para dentro. É a mais utilizada.
A limpeza do filtro é de extrema importância.
Limpeza deficiente queda de pressão + perda decapacidade de filtração.
Limpeza vigorosa danifica o filtro e/ou reduz sua vida útil.
Mecanismos de controle da poluição do ar4MP-Lavadores de gás ou scrubbers
É um dispositivo capaz de separar o MP presente numacorrente gasosa por meio da lavagem do mesmo com água.
Podem ser classificados em 3 grandes grupos:
 Lavador Venturi
 Lavador de bandejas
 Torre empacotada
Relação líquido/gás (L/Q): relação entre o fluxo de águae a vazão do gás sujo(l/m3). É o parâmetro maisimportante.
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Mecanismos de controle da poluição do ar4MP-Lavadores de gás/Lavador Venturi
 Remove MP de d>1µm.
 L/Q na faixa de 0,5 a 5,0l/m3.
 Eficiência elevada
 Perda de carga (7,5 a25mm H2O).
 Custo operacional e demanutenção.
Mecanismos de controle da poluição do ar4MP-Lavadores de gás/Lavador de bandejas
 Remove MP de d>1µm.
 L/Q na faixa de 0,26 a0,39 l/m3.
 Eficiência qto d dosorifícios da bandeja.
 Perda de carga.
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Mecanismos de controle da poluição do ar4MP-Lavadores de gás/Torres empacotadas
 Remove MP ded>1,1µm.
 L/Q na faixa de 0,05 a10,0 l/m3.
Perda de carga (7,5 a25mm H2O).
 Custo operacional ede manutenção.
Mecanismos de controle da poluição do ar5MP-Precipitador eletrostático
 Remove MP de d>1µm.
 A força de separação éelétrica e atua naspartículas.
 Perda de carga (5 a 15mm H2O.
 Eficiência:d>1µm – Ef>95%d>5µm – Ef>99.5%
 Opera em temperaturaselevadas.
 Custo de investimento(até +/- US$ 5 milhões).
 Risco de explosão.
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Mecanismos de controle da poluição do ar5MP-Precipitador eletrostático
Eletrodos de descarga de polaridade negativa sãomantidos com alta voltagem no centro do fluxo do gás eproduzem o efeito corona através da ionização do gás.
Mecanismos de controle da poluição do ar5MP-Precipitador eletrostático
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Mecanismos de controle da poluição do ar5MP-Precipitador eletrostático
Precipitador de placa earame  o fluxo de gáspassa entre as placasmetálicas paralelas contendoos arames suspensos=eletrodos de descargas dealta voltagem.
Principais tipos:
Precipitador de placa e aramePrecipitador de placas planasPrecipitador úmido
Precipitadores secos
Mecanismos de controle da poluição do ar5MP-Precipitador eletrostático
Precipitador de placas planas asplacas de alta voltagem são rodeadaspor agulhas em suas bordas lateraisque geram o efeito corona. Todas asplacas são coletoras, mesmo as dealta voltagem.
Efeito corona
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Mecanismos de controle da poluição do ar5MP-Precipitador eletrostático
Precipitador úmido érecomendado pararemoção de partículascom característicasaglomerantes. Água énebulizada no fluxo degás para resfriá-lo econdensar os poluentes.O principal problema é acorrosão.
Mecanismos de controle da poluição do ar5MP-Precipitador eletrostático
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Mecanismos de controle da poluição do arEquipamentos de controle/Controlede Gases e Vapores
Os equipamentos mais utilizados são:
 condensadores
 absorvedores – lavadores de gás
 adsorvedores – material sólido
 incineradores
Mecanismos de controle da poluição do ar1GV-Condensadores
É realizado um resfriamento controlado que permite acondensação de vapores orgânicos.
 Pode ser seletiva.
 Eficiente para no máximo 2 compostos orgânicos.
 Custo elevado.
 Justificável em casos de alto risco e para compostosde alto valor agregado.
Podem ser:
• Convencionais (4 à – 18°C)
• Refrigeração (- 10 à - 29 °C)
• Criogênicos (até - 196 °C)
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Mecanismos de controle da poluição do ar1GV-Condensadores
Condensador de contato direto Condensador de contato indireto
Produto de condensação puro
Mecanismos de controle da poluição do ar2GV-Absorvedores
Envolve a dissolução do gás no líquido. Pode ser ou não acompanhada de reação do gás com o líquido.
É um processo de difusão onde o gás poluente move de pontos de concentração para pontos de concentração. O processo ocorre em 3 etapas:
 Difusão do gás na superfície do líquido
 Transferência através da interface gás-líquido
 Difusão do gás dissolvido da interface para o líquido
Importante: tempo de residência e superfície de contato
Perda de carga mais elevadas: 10 a 100 mmH2O
Eficiência de 70 a 95%.
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Mecanismos de controle da poluição do ar2GV-Absorvedores
Solventes orgânicosHidrocarbonetos
Solução de hipoclorito de sódio.Substâncias odoríferas
•Solução de soda cáustica
•Suspensão aquosa de cal
•Solução amoniacalDióxido de enxofre
ÁguaÁcidos orgânicos
SOLVENTE INDICADOPOLUENTE
Importante: poluente deve ser solúvel no líquido
Mecanismos de controle da poluição do ar2GV-Absorvedores
Dois tipos de equipamentos são utilizados:
Scrubbers Torres ou colunas
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Mecanismos de controle da poluição do ar3GV-Adsorvedores
 A adsorção é um processo de transferência de massano qual o gás é retido por um sólido microporoso. É umfenômeno de superfície.
 O gás penetra nos poros do sólido e é aprisionado porforças físicas (atração elétrica e eletromagnética) ouligações químicas.
 Adequado para controle seletivo de gases eeficiente para controle de odores.
 Após a saturação o adsorvente pode regenerado.
 Os materiais mais utilizados são o carvão ativado(odores), sílica gel e alumina.
Mecanismos de controle da poluição do ar3GV-Adsorvedores
A adsorção ocorre em umasérie de etapas:
I. Os poluentes passam dacorrente gasosa para asuperfície externa doadsorvente.
II. Os poluentes migram paraa superfície internamicroporosa.
III. Os poluentes aderem asuperfície dos poros.
I II III
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Mecanismos de controle da poluição do ar3GV-Adsorvedores
Mecanismos de controle da poluição do ar4GV-Incineradores
 É uma alternativa quando o poluente dacorrente gasosa pode ser oxidado a um gásinerte. Ex: CO e hidrocarbonetos.
 Eficiência próxima a 100% se operadocorretamente.
 A queima dos gases pode ser usada comofonte de energia.
 Podem ser de chama direta ou catalíticos.
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Mecanismos de controle da poluição do ar4GV-Incineradores
Incinerador de chama direta 2 critérios devem ser satisfeitos:1º-O gás deve suportar a chama após a ignição (poder calorífico).2º-Os produtos da queima não podem ser tóxicos.
Dupla passagem Flair
Top-700 a 1300oCEf-95 a 99%
Mecanismos de controle da poluição do ar4GV-Incineradores
Incinerador com leito catalítico
 Recomendado para gases com poder calorífico <3,7 MJ/m3.
 O catalisador tem a função de aumentar a taxa decombustão.
 É usado principalmente para remoção de aldeídos, HC nãoqueimados e NOX.
Top- 250 a 425oCEf- 90 a 98%Problema: envenenamento do catalisador.