Equipamentos de Controle da Poluição do Ar, Notas de estudo de Química Industrial
mauricio-de-castro-borges-5
mauricio-de-castro-borges-5

Equipamentos de Controle da Poluição do Ar, Notas de estudo de Química Industrial

31 páginas
50Números de download
1000+Número de visitas
100%de 0 votosNúmero de votos
Descrição
apostila sobre controle da poluição do AR
100 pontos
Pontos de download necessários para baixar
este documento
Baixar o documento
Pré-visualização3 páginas / 31
Esta é apenas uma pré-visualização
3 mostrados em 31 páginas
Esta é apenas uma pré-visualização
3 mostrados em 31 páginas
Esta é apenas uma pré-visualização
3 mostrados em 31 páginas
Esta é apenas uma pré-visualização
3 mostrados em 31 páginas
Microsoft PowerPoint - Equipamentos_de_controle_de_emissao.ppt

1

Equipamentos de Controle de Poluição do Ar

Bibliografia • Stern, A.C., Boudel, R.W. Turner, D.B., Fox, D.L.,

“Fundamentals of Air Pollution”, Academic Press, 2a. Edição,

1984.

• SEINFELD, J. H. e PANDIS, S. N, Atmospheric Chemistry and

Physics, New York, Wiley-Interscience. 1998.

• Schnelle Jr., K. B., Brown, C. A., Air Pollution Control

technology Handbook, CRC Press; 1st edition, 2001.

• Braga, B., Hespanhol, I., Conejo, J. G. L., Barros, M. T. L.,

Spencer, M., Porto, M., Nucci, N., Juliano, N., Eiger, S.,

Introdução à Engenharia Ambiental, Prentice Hall, São Paulo,

2002.

2

Equipamentos de Controle de Poluição do Ar

• Controle da emissão de material particulado –Filtros de Manga –Coletores Inerciais ou Gravitacionais –Coletores Úmidos –Ciclones –Pós-queimadores –Precipitadores Eletrostáticos

Filtros de Manga

Princípio de funcionamento: o fluxo gasoso é forçado através de um meio poroso (filtro) onde o material particulado é retido.

3

Filtros de Manga

Filtros de Manga Vantagens: • Alta eficiência (até 99.9%) • Perda de carga não excessiva; • Resistência a corrosão Desvantagens: • Grande espaço requerido para tratar grande vazões • Alto custo • Baixa resistência a altas temperaturas • Empastamento devido a poluentes condensáveis e

pegajosos • Possibilidade de entupimento

4

Coletores Gravitacionais

Princípio de funcionamento: Utilizam a deposição gravitacional das partículas carregadas pelo fluxo gasoso.

Vantagens: • Baixo custo; • Baixa perda de carga; • Resistência a corrosão e temperatura;

Desvantagens: • Baixa eficiência para partículas pequenas

(restritos a partículas maiores que 50 µm) • Grande espaço requerido

Coletores Gravitacionais

5

Coletores Úmidos ou Lavadores de Gás

Princípio de funcionamento: O gás é forçado através de

uma aspersão de gotas, que colidem com o material

particulado, aglomerando as partículas e tornando a

coleta facilitada (gravitacional ou inercial)

Lavador tipo spray

Desenhos típicos:

Lavador tipo spray auto-induzido

6

Desenhos típicos:

Lavador tipo Venturi

Desenhos típicos:

Lavadores do tipo Venturi requerem coletores inerciais ligados em série para coletar as particulas + gotículas de água no fluxo gasoso.

7

Lavador tipo Venturi

Coletores Úmidos ou Lavadores de Gás

Coletores Úmidos

Vantagens: • Pode coletar partículas e gases ao mesmo

tempo; • Baixo custo inicial; • Seu tamanho em geral é pequeno;

Desvantagens: • Grande consumo de água • Geração de resíduos • Baixa eficiência para partículas menores

que 1 µm)

8

Ciclones Princípio de

funcionamento: O ciclone baseia-se na ação da força centrifuga que age sobre as partículas carregadas pelo fluxo de gás, empurrando- as na direção das paredes, e retirando- as do fluxo gasoso.

Ciclones

9

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).

• A pós-queima dos resíduos de um processo industrial elimina as partículas orgânicas e resíduos de combustível não queimados.

Pós-queimadores

10

Pós-queimadores Vantagens: • Produção de energia que pode

ser re-utilizada no processo industrial;

• Alta eficiência no controle de gases, vapores e partículas orgânicas.

Desvantagem:

• Custo operacional elevado.

Precipitadores Eletrostáticos

11

Carregamento Adesão Batimento

12

Precipitadores Eletrostáticos

Exemplos de geometria da placa de coleta e do eletrodo de carregamento

13

Precipitadores Eletrostáticos

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;

14

Tipo de Coletor Tamanho da

Partícula (µm)

Temperatura Máxima

(oC)

Queda de Pressão (cm H2O)

Custo Anual U$ por ano

por m3)

Filtros de Mangas (algodão ou

nylon)

1.0 - 50.0 80-120 10 - 12 14,00 - 17,00

Filtros de Mangas (Fibra de vidro

ouTeflon)

1.0 - 50.0 260-290 10 - 20 21,00 - 23,00

Precipitador Eletrostático

0.1 - 10.0 400 1 21,00

Ciclones 10.0 - 50.0 400 5 - 12 7,00 - 11,00

Coletores Úmidos 1.0 - 50.0 540 10 - 88 25,00 - 56,00

Comparação entre os equipamentos de controle

O custo inclui água, eletricidade, manutenção, custo operacional, capital e seguro (Stern, 1984).

Controle de emissão de gases

• Absorção por um líquido – Lavadores de Gás

• Adsorção para um material sólido

• Condensação

• Conversão para um composto menos poluente ou não poluente – Pós-queimadores

– Catalisadores

15

Princípio de funcionamento: A absorção de gases é efetuada através do contato do fluxo gasoso com gotas de líquido, através de sprays, colunas de enchimento ou outros equipamentos. Para cada tipo de gás deve ser usado um líquido em particular.

Lavadores de Gases

Representação esquemática de um lavador por coluna de enchimento

Tipos de partículas para o leito poroso

16

Lavador de

Gases para

SOx

Princípio de funcionamento: A Adsorção ocorre quando alguns gases são seletivamente capturados por superfícies ou poros de materiais sólido.

• Os materiais mais utilizados são o carvão ativado (muito utilizado para compostos causadores de odor), silica gel e a alumina.

Equipamentos de adsorção

17

Equipamentos de adsorção

Adsorvente

Substância a ser removida Carvão Ativado Alumina ativada Sílica Gel

Odores

Óleo

Hidrocarbonetos

Fluorcarbonos

Compostos orgânicos de Enxofre

Solventes

Umidade

18

• A eficiência destes materiais é quase 100% (entre 99 e 99,8% de eficiência de recuperação),

e se mantém extremamente alta até sua

completa saturação;

• Quando saturados estes materiais podem se

regenerados e reutilizados.

• São muito utilizados quando os compostos

recuperados possuem valor comercial.

Equipamentos de adsorção

Princípio de funcionamento: A aspersão de água é utilizada para baixar a temperatura do fluxo gasosos e removendo os componentes condensáveis.

• As principais razões para a utilização de condensadores são : – recuperação de produtos com

valor econômico

– redução no volume dos efluentes

– remoção de componentes condensáveis que possam causar corrosão nos equipamentos

Condensadores

19

Condensadores de contato direto vs.

Condensadores de superfície

Pós-queimadores : Princípio de funcionamento: exposição direta do

fluxo gasoso a uma chama. – Eficiência próxima a 100% se operado corretamente – Queima dos gases pode ser usada como fonte de

energia – Maioria dos compostos orgânicos se decompõe

entre 650 e 825oC.

Conversão para um composto menos poluente ou não poluente

20

Queimador externo:

FLAIR ou Tocha

Queimador enclausurado ou incinerador

21

Catalisadores: – Princípio de funcionamento: este equipamento é

basicamente uma câmara através da qual o poluente combustível, gás ou vapor, é forçado a passara. O Catalisador é uma substância que aumenta a taxa de reação (ou combustão), sem participar do processo.

– A combustão catalítica ocorre no interior do catalisador sem chama e à temperaturas relativamente baixas(300 - 400oC.

– Usada principalmente para a remoção de compostos de carbono (aldeídos e hidrocarbonetos não queimados) e NOx (NOx→N2 + O2)

Conversão para um composto menos poluente ou não poluente

Conversor catalítico veicular

22

Conversor catalítico em processos industriais

Associação de equipamentos de controle em processos industriais

23

Base de dados da EPA sobre custo de equipamentos de controle de poluiçao do ar:

EPA Air Pollution Control Cost Manual Chapters & Information

http://www.epa.gov/ttn/catc/products.html#cccinfo

24

Exemplo: Custo de instalação de um filtro de mangas (pag. 600)

Exemplo: Custo de instalação de um precipitador eletrostático úmido (pag. 724)

25

Exemplo: Custo de instalação de um precipitador eletrostático de 2 estágios c/ sistema de batimentos mecânico (pag. 726)

Equipamentos de controle de emissão

no contexto da Produção + Limpa

26

C us

to e

co nô

m ic

o

Impacto ambiental

Lógica

Fim de Tubo C

us to

e co

nô m

ic o

Impacto ambiental

Fim de Tubo

27

C us

to e

co nô

m ic

o

Impacto ambiental

Fim de Tubo

Tecnologia mais limpa

C us

to e

co nô

m ic

o

Impacto ambiental

Fim de Tubo

Tecnologias mais limpas

28

Disposição de resíduos

Tratamento

Melhoria na Operação

Modificação do processo

Modificação do produto

Consumo Sustentável

Reciclagem

Ecologia Industrial

Prevenção

Fim de Tubo

Eco-eficiência

Lógica Usual

Processo 1

Energia

Materias primas

Produto

Resíduos Equipamento de controle Efluentes que

atendam ao padrões

Processo 2

Processo de fabricação

29

Processo de fabricação

Lógica P+L

Processo 1

Energia

Materias primas Produtos

Recuperador

Processo 2

Recuperador

Disposição de resíduos

Tratamento

Modificação do produto

Consumo Sustentável

Reciclagem

Ecologia Industrial

Prevenção

Fim de Tubo

Eco-eficiência

Reuso no Processo

Melhoria na Operação

Modificação do processo

Eq. de controle

+ desejável

30

Ex.: Melhoria na Operação

Fonte : Monografia de Carlos Eduardo Gava, João Bosco Mendes, Rodrigo de Oliveira Gama da 1a Turma do Curso de Especialização em Gestão Ambiental

0 2 0 4 0 6 0 8 0

1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0

1/5 8/5 15 /5

22 /5

29 /5

T E M P O

C O

N C

EN TR

A Ç

à O

(m g/

N m

3)

C O P a r t ic u la d o

Combustão incompleta

Exemplo Sinterização CST

Ex.: Modificação do processo

Substituição ou mudança de matérias-primas

Modificação tecnológica

31

Fonte : Programa de Produção + Limpa, Centro Nacional de Tecnologias Limpas

Até o momento nenhum comentário
Esta é apenas uma pré-visualização
3 mostrados em 31 páginas