Curso Profissional de Química: . Técnico de Laboratório . Técnico Fabril Disciplina: . Tecnologia Química, 1º ano . Módulo 3 1 Movimento de Partículas Sólidas num Fluido tema 2 - Despoeiramento Prof: Fernando Sayal TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
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Movimento de Partículas Sólidas num Fluido tema 2 - Despoeiramento
Curso Profissional de Química: . Técnico de Laboratório . Técnico Fabril Disciplina: . Tecnologia Química, 1º ano . Módulo 3. Movimento de Partículas Sólidas num Fluido tema 2 - Despoeiramento. Prof: Fernando Sayal. Separação Sólido-Gás. DESPOEIRAMENTO . CICLONE. FILTRO DE MANGAS. - PowerPoint PPT Presentation
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Curso Profissional de Química:. Técnico de Laboratório. Técnico Fabril
Disciplina:. Tecnologia Química, 1º ano. Módulo 3
1
Movimento de Partículas Sólidas num Fluido
tema 2 - Despoeiramento
Prof: Fernando Sayal TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
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DESPOEIRAMENTO CICLONE
FILTRO DE MANGAS
PRECIPITADOR ELECTROSTÁTICOLAVADOR DE GASES
Separação Sólido-Gás
Um problema sério em muitas indústrias que lidam com material particulado em correntes gasosas, como numa siderurgia, são as emissões desses gases para a atmosfera e a consequente emissão de partículas.
A filtragem e o despoeiramento permitem a captação de poeiras e partículas no local de emissão, contribuindo para um melhor ambiente interno e externo, de acordo com as normas ambientais, e com eventual aproveitamento do material retido
Introdução
3TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
4TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
Uma das fontes de emissão de poluentes (Siderurgia)
• Preparação de matéria prima;• Queima do gás de alto-forno;• Peneiramento e transferência por correia;• Movimentação de veículos em vias não pavimentadas;• Processamento de escória;• Vazamento do gusa;• Carregamento do alto forno (topo).
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Monóxido de carbono, dióxido de enxofre, gás sulfídrico, formaldeído, amónia, hidrocarbonetos, fluoretos,...
Características das Emissões (Siderurgia)
8TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
A separação de partículas sólidas de misturas gasosas é feita por processos que têm como objectivos a: limpeza de gases; diminuição da poluição; segurança do processo; recuperação de material arrastado.
recorrendo a um ou a dois equipamentos:
ciclonefiltro de mangasaparador electrostáticolavador de gases
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10TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
• Os ciclones estão entre os antigos tipos de equipamentos da indústria de material particulado.
• São usados em diferentes processos industriais, como processos físicos de separação, como separador gás-sólido, a sua estrutura é simples e possui baixo custo de operação.
• Os ciclones podem ser adoptados para operar em condições extremas, como altas pressões, altas temperaturas e gases corrosivos, desde que usado o material apropriado na sua construção.
• No seu funcionamento é estabelecido um movimento rotativo para o fluido a ser purificado, de modo que a força centrífuga aplicada às partículas, sendo maior que as forças de coesão molecular e da gravidade, faz com que as mesmas sejam lançadas de encontro às paredes, retirando-as da massa gasosa em escoamento.
TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
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Funcionamento
O ciclone é constituído por um cilindro vertical com fundo cónico. As suas características determinantes são:- a secção de entrada, - o corpo cilíndrico - a transição cónica a partir do corpo cilíndrico até ao ponto de saída do pó
12TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
• A mistura de gás e partículas sólidas entra tangencialmente pela parte superior.
• A entrada confere à mistura um movimento giratório, o que desenvolve uma força centrífuga que arrasta as partículas para a parede, de forma radial, fazendo com que elas caiam no fundo, e saiam pela parte inferior do cone.
• Ao entrar, o ar do ciclone flui para baixo numa espiral ou vórtice adjacente à parede.
• Quando o ar se aproxima do fundo cónico, volta a subir em espiral no centro do cone e do cilindro.
• Por conseguinte, forma-se um duplo vórtice onde as espirais descendentes e ascendentes giram em mesmo sentido.
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TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
14TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
• Um ciclone é um dispositivo de precipitação em que as forças que arrastam a partícula para fora têm altas velocidades tangenciais,
• Assim geram-se forças várias vezes superiores à força da gravidade;
• Os ciclones permitem separações muito mais efectivas que as câmaras de precipitação por gravidade.
• Os limites de operação dos ciclones são temperaturas de 1000 °C e pressões de 500 atm (Perry, 1984)
• Os principais parâmetros relacionados com o projecto e desempenho dos ciclones são
• o diâmetro médio de partículas, • a queda de pressão• a eficiência da recolha das partículas.
• Esses parâmetros são influenciados por:• caudal de entrada de sólidos,• tipo de fluido, • natureza das partículas que serão separadas,• geometria do ciclone, entre outras.
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A eficiência dos ciclones é afectada por factores dimensionais característicos do gás, propriedades do pó.
Vantagens Baixa potência consumida; Baixo custo; Não existe uma temperatura dos gases que limite o uso. Adequado para separar partículas de dimensões > 5 μm
Desvantagens
Baixa eficiência de separação para partículas de dimensão < 5 µm Possibilidade de entupimento pela presença de altas concentrações
de pó, principalmente os de menor diâmetro, mais higroscópico e mais pegajoso.
Problema de abrasão.16
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O arranjo de vários ciclones simples em paralelo constitui uma unidade chamada multiciclone.
17TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
O filtro de sacos é de operação contínua e limpeza automática. É composto por uma armação metálica envolvida por sacos (ou cartuchos).O gás “sujo” é forçado a passar através dos sacos, do exterior para o interior, ficando as partículas retidas na sua superfície.O gás limpo passa para o interior do filtro e em seguida enviado ao exterior. O processo de limpeza do cartucho é feito automaticamente através de pulsos de ar comprimido, do interior para o exterior.
22TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
Componentes Básicos do Filtro de Mangas
• Câmara de filtragem, constituída por painéis metálicos modulados
• Válvula rotativa inferior para escoamento dos resíduos
• Plenum de limpeza com tubos injetores de ar comprimido
• Mangas filtrantes em feltro poliester agulhado• Gaiolas em arame galvanizado, com venturi, para
fixação das mangas• Válvulas solenóides, que permitem a passagem de ar comprimido• Sequenciador eletrónico para controlo da limpeza das mangas• Escada de acesso tipo marinheiro
A mistura sólido–gás passa através de um filtro, onde o sólido fica retido.
A filtragem nos filtros de manga é realizada pela passagem do ar carregado de partículas através de mangas onde partículas ficam retidas na superfície e nos poros dos fios.
Forma-se assim um bolo que actua também como meio filtrante.
25TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
Vantagens Têm grande eficiência (até 99,9%) – podem separar partículas de
diâmetro < 1mm Não há geração de águas residuais pois no uso deste tipo de filtro
verifica-se um processo a seco, Perda de carga não excessiva; Resistência a corrosão
Desvantagens: Necessita de grande espaço para tratar grandes caudais de gases Alto custo Baixa resistência a altas temperaturas Empastamento devido a poluentes condensáveis e pegajosos Possibilidade de entupimento
29TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
A escolha dos Filtros de Mangas para controle de emissão de particulados depende de diversos factores:
Aplicação Acidez do gás de processo e materiais a serem recolhidos Eficiência requerida na separação das partículas Temperatura de operação Necessidade de recolher metais e toxinas como Chumbo,
Cádmio, Zinco, Dioxinas, HCl e Mercúrio Partículas Finas (PM10, PM2.5)
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TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
M1
M2
M3
M4
Vídeos sobre Filtros de Mangas (clicar M1…M4 ou endereços)
• Alta eficiência de recolha para partículas pequenas
• Baixo custo de operação e manutenção
Desvantagens:
• Custo inicial elevado
• Requer grande espaço físico
TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)
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Utilizados para captação de materiais particulados e/ou gases, por via húmida. Tem como princípio de funcionamento o contacto das partículas e/ou gases com um líquido de lavagem, que é recirculado até um nível pré-determinado de saturação. Os materiais particulados são precipitados em tanque próprio e posteriormente tratados ou devolvidos ao processo. A água introduzida na garganta é atomizada em função da alta velocidade do gás, colidindo e capturando o material particulado.Na sequência, o ar passa por um separador de gotas (ciclone), onde a água é separada e segue para o circuito de recirculação de água.
40TQ – módulo 3: Movimento de Partículas num Fluido (Despoeiramento)