COLETORES GRAVITACIONAIS E CICLONES Prof. Marcelo José Raiol Souza

Apresentação em tema: "COLETORES GRAVITACIONAIS E CICLONES Prof. Marcelo José Raiol Souza"— Transcrição da apresentação:

1 COLETORES GRAVITACIONAIS E CICLONES Prof. Marcelo José Raiol Souza
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO PARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E TECNOLOGIA CURSO DE GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA AGROINDUSTRIAL – ÊNFASE MADEIRA COLETORES GRAVITACIONAIS E CICLONES Prof. Marcelo José Raiol Souza

2 O coletor de sedimentação gravitacional é um equipamento de controle de emissão de particulados cujo mecanismo de coleta é a força gravitacional. O seu uso mais comum é como pré-coletor que retira o particulado grosso diminuindo a sobrecarga do equipamento de controle final.

3 Este tipo de equipamento é muito utilizado como etapa prévia de outro sistema de separação ou como tratamento de particulados de diâmetro acima de 50 μm.

4 Adição de chicanas

5 Usos, vantagens e desvantagens
# pré-coletor de partículas grandes (> 40 μm); # para reduzir a carga poluidora do equipamento de controle de particulado final; 2.2 - Vantagens # baixa perda de carga (< 0,5"ca: em geral na faixa de 10 a 25 mm ca); # projeto, construção e instalação simples; # baixo custo de instalação e de manutenção; # não tem limitação de temperatura, exceto pelo material de construção; # coleta a seco: permite recuperação mais fácil. OBS: A utilização de pré-coletores resulta, em geral, na melhora da performance e aumento da vida útil dos equipamentos de coleta final (filtros de tecido, precipitadores eletrostáticos e lavadores), os quais são mais caros e complexos que os coletores mecânicos. 2.3 - Desvantagens # baixa eficiência para pequenas partículas (<10 μm ) # requer espaço relativamente grande para instalação.

6 CICLONES O Ciclone é um equipamento industrial do tipo centrifugo de separação de partículas sólidas e gotículas líquida e é o mais amplamente usado nessa finalidade. Esse tipo de equipamento tem melhor desempenho que os separadores do tipo câmaras gravitacionais e inerciais ou de impacto. Podem trabalhar a seco ou a úmido, tanto a baixas temperaturas e pressões, como a temperaturas de até 1000°c e pressões de 500 atm.

7 Quanto a sua eficiência se torna muito boa para partículas maiores que 10 microns.
Já para tamanhos menores de partículas, o diâmetro do ciclone torna-se muito pequeno. No entanto são menos econômicos que as câmaras gravitacionais para partículas maiores que 200 microns. De um modo geral os Ciclones possuem diâmetros de 3 a 6 vezes o diâmetro do duto de entrada e capturam partículas bem maiores que 50 microns. ciclones de pequenos diâmetros captam partículas menores, e tem sua eficiência diminuida

8 O ciclone baseia-se na ação da força centrifuga;
PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO O ciclone baseia-se na ação da força centrifuga; Desaceleração da velocidade dessas partículas.

9 Ciclones convencionais, bem projetados com diâmetro de corte = 8 μm.
Ciclones de alta eficiência com diâmetro de corte = 3 μ m. Fator fundamental para o bom funcionamento do ciclone é o seu diâmetro. Propriedades do resíduo a separar (diâmetro da particula)

10 EFICIÊNCIA DO CICLONE

11 Os ciclones podem ser classificados segundo a sua eficiência e perda de carga da seguinte forma:
- ciclones de baixa eficiência: 5 < PC < 10 cm H2O - ciclones de média eficiência: 10 < PC < 20 cm H2O - ciclones de alta eficiência (cone longo): 20 < PC < 25 cm H2O A eficiência de ciclones é muitas vezes caracterizada pelo seu "diâmetro crítico" ou pelo seu "diâmetro de corte".

12 Expressões: d corte = d(50) [μ] μg = viscosidade do gás [kg/m.s]
b = largura da entrada do ciclone [m] rp = densidade da partícula [kg/m3] Vi = velocidade do gás na entrada do ciclone, de 15 a 21 [m/s] (velocidade das partículas) Nv = número de voltas do "vortex" (3 a 10) - os maiores valores devem ser utilizados para ciclones de alta eficiência (numero de revolução dadas pela partículas no interior do ciclone)

13 Fatores Relacionados a eficiência:
Velocidade; Diâmetro e densidade da partícula; Viscosidade do gás; Diâmetro do corpo do ciclone.

14 MULTICICLONES

15 Multiciclones, formados por Ciclones de pequeno diâmetro com entrada axial utilizados em conjunto, trabalhando em paralelo;

16 O Multiciclone pode ser utilizado como separador definitivo, quando as exigências com relação à emissão de particulado não sejam inferiores a 100 mg/Nm³. Sua utilização mais normal ocorre como Pré-Separador, em processos onde o fluxo a ser filtrado apresenta altas temperaturas e/ou particulados de elevada abrasividade, O Multiciclone é um equipamento projetado e construído para operação em regimes rígidos e contínuos, ou seja, temperaturas elevadas (são comuns operações até 400ºC), instalação ao tempo sob as intempéries e, finalmente, operando/separando particulados muito abrasivos.

17 VANTAGENS DOS MULTICLONES EM RELAÇÃO AO CICLONE CONVENCIONAL
apresentam menor perda de carga para eficiências equivalentes; são mais eficientes; custam menos; ocupam menor espaço (se comparar aos vários ciclones que seriam necessários para alcançar a mesma eficiência); resistem melhor à erosão. OBS: Única desvantagem do multiciclonamento em relação ao ciclonamento é a grande possibilidade de entupimento quando trata materiais higroscópico

18 USOS DO CICLONE em geral como pré-coletor de partículas médias a grandes (> 10 μ); - coletor final em alguns casos; - No campo de aplicação normal de separadores centrífugos, emprega-se em instalações funcionando em regime contínuo.

19 VANTAGENS # baixo custo de construção e manutenção; # perda de carga média a baixa (2 a 6"coluna d’água); # projeto relativamente simples e fácil de operar; # exige espaço relativamente pequeno para instalação; # não tem limitação de temperatura e pressão, exceto pelo material de construção.

20 DESVANTAGENS # baixa eficiência para partículas pequenas; # possibilidade de entupimento no caso de partículas adesivas ou higroscópicas. # possibilidade de abrasão para determinadas partículas e determinadas velocidades; # não deve ser utilizado para partículas adesivas. # em geral necessita de segundo coletor para atender emissão exigida.

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