CONTROLE DE EMISSÕES ATMOSFÉRICAS

Apresentação em tema: "CONTROLE DE EMISSÕES ATMOSFÉRICAS"— Transcrição da apresentação:

1 CONTROLE DE EMISSÕES ATMOSFÉRICAS
Prof. Hermes Vazzoler Junior CEFET-ES PROMINP - Programa de Mobilização da Indústria Nacional de Petróleo e Gás Natural

2 PROBLEMÁTICA DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
(1) (2) (3) Fontes Poluidoras  Atmosfera Receptores Emissão de contaminantes Transporte, mistura e transformação química

3 SISTEMA RESPIRATÓRIO: ORGANISMO HUMANO

4 POLUENTES DO AR E EFEITOS NO ORGANISMO HUMANO
Possíveis efeitos sobre o organismo humano Monóxido de carbono CO Interfere no transporte de oxigênio pelo sangue, combinando-se com as moléculas de hemoglobina. É mortal a partir de certos níveis de concentração. Dióxido de enxofre SO2 Provoca irritações freqüentes no aparelho respiratório, aumenta o grau de incidência de enfermidades cardiovasculares, modifica o ritmo respiratório e a pressão sangüínea, causa bronquite. Dióxido de nitrogêneo NO2 Irrita os alvéolos, podendo se combinar no interior dos pulmões com diversos compostos, formando em alguns casos substâncias cancerígenas. O3 e Hidrocarbonetos oxigenados Irritação dos olhos, estreitamento das vias respiratórias. Materiais particulados As partículas com tamanho entre 0,1 e 5 µm alcançam os brônquios. As menores que 0,1 µm tem alta probabilidade de penetrar nos alvéolos, provocando assim danos graves a saúde

5 OBJETIVOS DO CONTROLE DAS EMISSÕES ATMOSFÉRICAS
PREVENÇÃO - Evitar que as substâncias nocivas alcancem a atmosfera ; PROTEÇÃO - Caso as ações de prevenção falhem, busca-se evitar que as substâncias nocivas atinjam o homem e lhe proporcione danos.

6 PREVENÇÃO DA POLUIÇÃO Os instrumentos típicos de prevenção da poluição, para o uso sustentável dos recursos, são melhor sintetizados pelas seguintes atividades, ordenadas por prioridade: Redução de poluição na fonte; Reuso; Reciclagem; Recuperação energética do resíduo. Modelo dos 4Rs

7 PROTEÇÃO DA POLUIÇÃO As atividades de proteção contra as emissões atmosféricas consistem muitas vezes na aplicação de medidas indiretas de controle da poluição do ar, que consistem em evitar que ar poluído chegue ao homem. Algumas dessas medidas são: Planejamento da ocupação das áreas urbanas; Projeto eficiente das dimensões das chaminés; Substituição de matérias-primas, combustíveis e equipamentos tecnologicamente defasados; Operação e manutenção adequada dos equipamentos produtivos.

8 EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE EMISSÕES ATMOSFÉRICAS
Os equipamentos de proteção ambiental relacionados ao controle das emissões atmosféricas são chamados popularmente de “Filtros de Ar” ou “Coletores”. Os principais equipamentos de controle de emissões atmosféricas são: Filtros de Manga, Lavadores de Gases, Precipitadores Eletrostáticos, Ciclones e Multiciclones, Câmaras de Sedimentação e Pós-Queimadores de Gases.

9 Fatores de influencia na escolha do coletor de poluentes atmosféricos
Grau de purificação desejado; Concentração, tamanho e distribuição granulométrica das partículas; Propriedades físicas dos contaminantes (viscosidade, umidade e densidade); Propriedades químicas do contaminante; Condições do ar de transporte (temperatura, pressão e umidade); Facilidade de limpeza e manutenção; Fatores econômicos.

10 EFICIÊNCIA GRAVIMÉTRICA DE UM COLETOR

11 EXEMPLO 1: CÁLCULO DA EFICIENCIA GRAVIMÉTRICA
Uma amostragem de dutos/chaminés foi realizada com o objetivo de se determinar a eficiência gravimétrica de um coletor de material particulado. A amostragem consistiu de três coletas e os resultados obtidos estão ilustrados na tabela abaixo. Calcule a eficiência média do coletor: Coleta 1 Coleta 2 Coleta 3 Concentração de entrada no coletor 1210 g/Nm3 1370 g/Nm3 1150 g/Nm3 Concentração de saída no coletor 85 g/Nm3 92 g/Nm3 78 g/Nm3

12 EFICIÊNCIA GRAVIMÉTRICA DE COLETORES EM SÉRIE
A eficiência total (T) de n coletores distintos em série pode ser calculada como

13 EXEMPLO 2: CÁLCULO DA EFICIENCIA GRAVIMÉTRICA
O fabricante de um ciclone afirma que sua eficiência é de no mínimo 72%, enquanto que um outro fabricante afirma que a eficiência mínima do filtro de mangas que ele produz é de 94%. Assumindo que os fabricantes estão corretos em suas afirmações, diga qual é a eficiência mínima deste sistema, caso os coletores sejam montados em série:

14 CÂMARAS DE SEDIMENAÇÃO OU CÂMARAS GRAVITACIONAIS
As Câmaras Gravitacionais fazem o uso da ação da gravidade atuando sobre partículas carregadas pelo fluxo de ar. Com o fim de se obter um tempo de permanência adequado para a partícula ficar no interior da câmara, deve-se procurar controlar a velocidade do ar contaminado, de tal modo, que ele passe tão lentamente quanto o possível para ocorrer a decantação (deposição) do material particulado por efeito da gravidade

15 CÂMARAS DE SEDIMENAÇÃO OU CÂMARAS GRAVITACIONAIS
As vantagens deste tipo de coletor sobre os outros é que ele pode ser facilmente construído, apresentando baixo custo de fabricação e de manutenção. Como desvantagem, ele necessita de uma grande área livre.

16 CÂMARAS DE SEDIMENAÇÃO OU CÂMARAS GRAVITACIONAIS
De forma geral, as câmaras gravitacionais não devem ser utilizadas para coletar partículas de tamanho médio inferior a 100 µm. Outra questão importante, é que quando a distribuição de tamanho do material particulado contido no ar contaminado for muito grande, a câmara gravitacional deve ser usada como um pré-coletor.

17 CICLONES E MULTICICLONES
Os ciclones ou coletores centrífugos são equipamentos de coleta de material particulado, cujo mecanismo de ação á da utilização da força centrífuga que atua sobre as partículas do próprio contaminante.

18 CICLONES E MULTICICLONES
Os ciclones possuem eficiência de coleta superior a da câmara de sedimentação, contudo, seu custo operacional e de aquisição é superior, mas somente um pouco mais elevado; Os ciclones substituem as câmaras de sedimentação com grande vantagem, tornando as últimas raramente empregadas nas áreas industriais próximas aos grandes centros urbanos.

19 CICLONES E MULTICICLONES
Esquema de um ciclone (esquerda) e uma fotografia real de conjunto de ciclones.

20 CICLONES E MULTICICLONES
Esquema de um muliciclone (esquerda) e uma imagem tridimensional de um multiciclone (acima).

21 FILTRO DE MANGAS O processo de filtragem é um dos mais antigos métodos de remoção de partículas de um fluxo de ar contaminado, apresentado altas eficiências para uma ampla gama de tamanhos de partículas.

22 FILTRO DE MANGAS Com o uso, as mangas dos filtros de mangas começam a se impregnar de partículas, reduzindo-se a eficiência deste tipo de coletor. Daí, a necessidade de se limpar constantemente as mangas.

23 FILTRO DE MANGAS Uma das formas de se limpar as mangas é através de sacudidas, que ocorrem por intermédio de um martelo acionado por um motor elétrico (método antigo, pouco eficiente).

24 FILTRO DE MANGAS O outro método de limpeza das mangas é através de pulsos de ar comprimido contra a corrente, que é o modo mais confiável e eficiente de limpeza.

25 FILTRO DE MANGAS Os filtros de manga são o modo mais barato de coleta de contaminantes de pequena granulometria; Em geral, os filtros de manga são montados em série com um ciclone que o antecede, produzindo assim, uma otimização no processo de coleta (ciclone coleta partículas maiores e o filtro de manga as maiores).

26 PRECIPITADORES ELETROSTÁTICOS
Nestes coletores o ar contaminado com material particulado é submetido a uma elevada diferença de potencial elétrico, desta forma, as partículas se ionizam e se depositam nas placas coletoras que possuem sinal elétrico oposto ao delas.

27 PRECIPITADORES ELETROSTÁTICOS
Para que a coleta de contaminantes ocorra por eletrostática, de forma eficiente, o poluente deve ser susceptível a ionização, pois materiais que não responderem a estes estímulos elétricos não serão coletados pelas placas.

28 PRECIPITADORES ELETROSTÁTICOS

29 PRECIPITADORES ELETROSTÁTICOS
O custo de um precipitador eletrostático industrial é bem alto, e assim poucas empresas terão condições de fazer tal investimento. Porém, ele apresenta uma série de vantagens, entre elas podemos citar: Pequena perda de carga em comparação com a perda encontrada nos filtros de mangas; Facilidade de limpeza das placas com vibração (normalmente feitas por meio de marteletes mecânicos); Vida útil bastante longa; Capacidade de operarem com gases quentes.

30 LAVADORES DE GASES São equipamentos coletores que usam a ação de lavagem, ou seja, o gás contendo o contaminante deve entrar em contato com o líquido lavador e assim o contaminante se agregará ao líquido por impactação inercial (caso o contaminantes sejam partículas) ou por absorção (caso os contaminantes sejam gasosos).

31 LAVADORES DE GASES Lavador aplicado a captura de partículas por meio da impactação inercial.

32 LAVADORES DE GASES Um outro sistema de lavagem consiste em forçar o fluxo de ar contaminado para dentro de um banho com líquido lavador. Esse liquido trabalha como um absorvedor de contaminantes, mantendo-o no banho.

33 LAVADORES DE GASES

34 QUEIMADORES DE GASES Quando os contaminantes gasosos são perigosos (reativos, combustíveis, nocivos) ou de forte odor, e ainda, os lavadores de gases com líquidos absorvedores não forem eficientes, a única solução possível é efetuar a queima do contaminante, numa caldeira por exemplo, e se produzir energia por meio de uma turbina.

35 QUEIMADORES DE GASES Caldeiras Industriais
Sistema de Queima de gases por meio de uma Caldeira industrial

36 COMPARAÇÃO ENTRE OS COLETORES DE CONTAMINANTES
TIPO EFICIÊNCIA CUSTO DE AQUISIÇÃO CUSTO OPERACIONAL Câmara de Sedimentação 60% 1 Ciclone 85% 2 Torre de Lavagem 95% 6 Precipitador eletrostático 99% 10 5 Filtro de Manga (moderno) 7 9 Escala de valor: 1 – menor valor, ...., 10 – maior valor.

37 ESCOLHA DO COLETOR 1) PADRÕES DE EMISSÃO
2) DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA MÍNIMA DE COLETA 3) LISTAR OS COLETORES QUE ATENDAM AOS ITENS 1 E 2. 4) CARACERIZAR O PROCESSO PRODUTIVO E SUAS CONDIÇÕES. 5) MENSURAR OS CUSTOS DE CONTROLE DE CADA OPÇÃO DE COLETOR. 6) ESCOLHER O COLETOR, TOMANDO COMO BASE AS INFORMAÇÕES DOS ITENS 1 A 5.

38 MUITO SUCESSO A TODOS, FIM!