Controle da poluição do ar

Apresentação em tema: "Controle da poluição do ar"— Transcrição da apresentação:

1 Controle da poluição do ar

2 Métodos de Controle da Poluição do Ar
Diminuição na produção de poluentes Produção de poluentes menos tóxicos Medidas indiretas Métodos de Controle da Poluição do Ar Medidas diretas ou técnicas de tratamento. Diminuição na produção de poluentes

3 Medidas indiretas “Tecnologias Limpas”
Modificação do equipamento/processo Alteração de matérias primas por outras ecologicamente mais adequadas Manutenção dos equipamentos e operação dos mesmos dentro da sua limitação, etc Medidas indiretas “Tecnologias Limpas”

4 Técnicas Recuperativas
Medidas Diretas Técnicas Recuperativas Técnicas Destrutivas Absorção Adsorção Condensação outras Incineração Biofiltração outras

5 Separação por Meios Líquidos Processos eletrostáticos
PRINCIPAIS PRINCÍPIOS PARA A DEPURAÇÃO DO AR Gravitação Separação por inércia Filtração Separação por Meios Líquidos Processos eletrostáticos Absorção e Adsorção Incineração e Combustão Biotratamento Meios Secos Meios Úmidos

6 O que levar em consideração na escolha do Sistema?

7 Eficiência que se pretende atingir
Calculado em base da emissão final permissível prevista nos padrões de emissão. Eficiência que se pretende atingir - Composição granulométrica - Densidade, Resistividade etc Natureza física e química dos particulados Consumo de energia Custo do investimento; Periculosidade (incêndios e explosões) Fonte. Silva E., Controle da Poluição do Ar na Indústria Açucareira, 2000, pg. 75

8 Principais Mecanismos de Coleta de Material Particulado
Sedimentação gravitacional Força centrífuga Intercepção Força eletrostática Outras

9 Equipamentos para controle de Material Particulado
Filtros de Manga – Intercepção, Impactação Inercial, Forças Gravitacionais Coletores Gravitacionais – Forças gravitacionais Ciclones – Forças Centrífugas Precipitadores eletrostáticos – Forças eletrostáticas Coletores Úmidos - Intercepção

10 Separador Gravitacional
Mecanismo de Separação – Força Gravitacional Separador Gravitacional Com Chicanas Aumentam o rendimento das câmaras

11 Separador Gravitacional
Vantagens Desvantagens Construção simples e baixa perda de carga, da ordem de 10 mm de coluna de água, reduzindo o custo de operação Resistência à corrosão Utilizada como pré-coletor para retirada de material mais grosso Grandes dimensões para redução da velocidade da corrente gasosa permitindo a deposição das partículas. (Espaço ocupado) Apresenta pouca importância em termos de poluição do ar face à baixa eficiência para partículas menores que 40 μ.

12 Filtros de Manga (Filtro de Tecido)
São os sistemas de filtragem mais comumente utilizados. O fluxo gasoso é forçado através de um meio poroso (filtro) onde o material particulado é retido. Periodicamente as partículas devem ser retiradas para evitar uma camada muito espessa, o que dificultará a passagem do gás (aumento da perda de carga)

13 Filtros de Manga Material do Filtro
Diversos tipos de materiais podem ser empregados na fabricação das mangas a escolha do material irá depender de características como: - Temperatura dos resíduos - Características físico-químicas dos resíduos (Ex. Material com características ácidas)

14 Tipos de material das Mangas
Fibra Temp de fusão oC T (o C) máxima de oper. contínua Resist. a ácidos Resist. a álcalis Resist. à Abrasão/ flexão Algodão Decompõe a 150 82 ruim Muito boa Muito Bom Poliéster 371 204 Melhor que Oniton, pior que Orlon e Dracon Pior que nylon,melhor Orlon e Dracon Bom Teflon a 400 oC 260 oC emite gases tóxicos a 232 oC Inerte, excet a fluor Inerte exceto a cloro e flúor e metais alcalinos fundidos Razoável Lã 300 93 Razoável a bom Nilon G. G. 250 Razoáve Excelente

15 Filtros de Manga Limpeza
Sacudimento mecânico: Ar reverso: Jato pulsante de ar comprimido:

16 Limpeza do Filtro de Manga - Sacudimento
Fonte: Controle da Poluição Atmosférica (Universidade Federal de Santa Catarina)

17 Limpeza do Filtro de Manga – Jato Pulsante
O ar poluído é empurrado de fora pra dentro, deixando o MP aderido à parede externa do saco. Um tubo de Venturi acoplado ao topo de cada manga gera um jato de ar que percorre (como uma onda) toda a extensão da manga, expandindo-a e fazendo com que a camada aderida ao tecido se desprenda do mesmo Para que não ocorra estrangulamento dos sacos os mesmos possuem uma estrutura metálica de suporte É o sistema mais utilizado em relação aos demais Exige uma área de filtragem menor que os que utilizam por sacudimento mecânico ou ar reverso, possibilitando limpeza contínua e automática das mangas. Fonte: Controle da Poluição Atmosférica (Universidade Federal de Santa Catarina)

18 Limpeza do Filtro de Manga – Jato Pulsante
Fonte: Controle da Poluição Atmosférica (Universidade Federal de Santa Catarina)

19 Filtros de Manga Fonte:

20 Desvantagens Vantagens Filtros de Manga
Temperatura máxima restringida pelo material da manga; Custo de manutenção alto; Pode requerer tratamento especial das mangas para determinadas aplicações; Espaço requerido razoável Localização das mangas furadas relativamente difícil (ex: U.Siderúrgica Tubarão mangas ou 300 por compartimento); Não pode ser utilizado em condições onde haja condições de condensação de umidade. Altas eficiências de coleta, chegando a mais de 99,9%; Pouco sensível à flutuação de vazão e concentração; Coleta a seco possibilitando recuperação fácil do material; Não apresenta problemas de resíduos líquidos; Manutenção e operação simples; Vida útil longa, chega a 20 anos.

21 Ciclones Ciclones são coletores que utilizam primariamente a força centrífuga para a coleta de partículas Usado para coletar as partículas de maior tamanho e peso específico funcionando como pré coletor, de modo a reduzir a carga de coleta no coletor principal.

22 Ciclones - Funcionamento
Induzem um movimento rotatório para o gás de modo que a força centrífuga sendo maior que o peso e a coesão, resulta num lançamento das partículas contra as paredes, separando-as do fluxo do gás. A entrada do gás é tangencial à periferia da parte alta do cone de modo a criar um fluxo helicoidal descendente que ao alcançar a parte inferior retorna como fluxo helicoidal ascendente central até a boca de saída na parte superior do ciclone. As partículas, submetidas à força centrífuga no final de certo número de voltas chocam-se com a parede e terminam depositando-se na parte inferior do cone Fontes: Controle da Poluição Atmosférica (Universidade Federal de Santa Catarina) Ventilação Aplicada à Engenharia de Segurança do Trabalho – Universidade Federal de Pernambuco

23 Desvantagens Vantagens Ciclones
Baixa eficiência para partículas menores que 5 μm) Excessivo desgaste por abrasão Podem entupir com poeiras pegajosas, úmidas e em altas concentrações. Alto custo de operação (queda de pressão). Baixo custo Fácil de projetar -Consomem pouca potência Fácil construção e manutenção ((não tem partes móveis). Pode usar com T elevada

24 Ciclones

25 Precipitadores Eletrostáticos- Funcionamento
i- Utiliza forças elétricas para movimentar as partículas desde o fluxo de gases até os eletrodos coletores.

26 Precipitadores Eletrostáticos- Funcionamento
i- O ar em contato com uma alta ddp se ioniza, os íons chocam-se com as partículas, carregando-as eletricamente, causando a sua migração em direção ao pólo (eletrodo coletor) de carga contrária. Fonte: Equipamentos de Controle de Poluição do Ar (Universidade Federal de Pernambuco ii - Deposição das partículas nos eletrodos coletores e remoção dos mesmos por sacudimento dos eletrodos ou lavagem com água.

27 Precipitadores Eletrostáticos
Desvantagens Vantagens Tratar grandes vazões e altas temperaturas; • Alta eficiência de coleta para partículas pequenas • Baixo custo de operação e manutenção; Alto custo inicial Requer espaço Perigos de alta-tensão

28 Precipitadores Eletrostáticos
Fonte

29 Coletores Úmidos – SCRUBBERS
Os lavadores são equipamentos de controle de poluição de ar que podem ser utilizados tanto para o controle de material particulado como para o controle de gases e vapores Os lavadores utilizados para o controle de gases e vapores recebem a denominação de absorvedores (CETESB, 1987)

30 Coletores Úmidos – SCRUBBERS
O lavador de gás é um dispositivo no qual realiza-se a separação de um conjunto de particulados, ou de um contaminante gasoso de um gás, mediante a lavagem do mesmo com água, que na maioria dos casos é nebulizada para formar pequenas gotas.

31 Coletores Úmidos – Tipo Venturi

32 Coletores Úmidos – Tipo Venturi
I - Uma “chuva bem fina” gerada no interior do equipamento é responsável por “lavar” o gás contendo partículas. II- As gotas líquidas são posteriormente separadas da corrente gasosa por um separador ciclônico. Fonte: Controle da Qualidade do ar – Universidade Federal de Espirito Santo

33 Coletores Úmidos – Tipo Venturi
Fonte: Fonte:

34 Lavadores Tipo Venturi
Desvantagens Vantagens apresentem alta perda de carga Elevado custo operacional; Materiasi de construção resistentes à corrosão (ambiente úmido) Geração de resíduo sólido úmido – Tratamento Geração de resíduo líquido - Tratamento elevado custo operacional (sistema de ventilação potente, tratamento dos resíduos, etc.) Podem ser utilizados em gases a altas temperaturas; Não há restrições de utilização quanto à umidade do efluente a ser tratado; Em geral, podem controlar tanto gases como partículas; Podem ser conseguidas altas eficiências de coleta.

35 Lavadores de Gás (SCRUBBER)
Tratamento de Gases Lavadores de Gás (SCRUBBER)

36 Lavadores de Gases - Absorvedores
Os absorvedores são equipamentos utilizados para a absorção de gases ou vapores. A absorção é uma transferência de massa de fase uma fase gasosa para uma fase líquida. A transferência de massa dá-se devido à diferença de concentração entre os meios presentes (depende da solubilidade do composto no meio) Componente “poluidor” presente no gás = (absorbato) Fase gasosa = gás de arraste Líquido = absorvente

37 Lavadores de Gases - Princípio
Os gases efluentes passam através de absorvedores (lavadores) que contém líquidos absorvedores que removem, tratam ou modificam os poluentes

38 Lavadores de Gases – Eficiência de Remoção
Tempo de Contato – a solubilização depende do contato “íntimo entre fases gasosas e líquida Concentração do meio absorvente - Interfere na transferência Velocidade de reação entre o absorvente e os gases; Coeficiente de transferência de massa Se o soluto é bastante solúvel em água, então altas taxas de absorção podem ser conseguidas. Utilização de um reagente químico ao líquido absorvente afim de elevar o percentual de eficiência na remoção do soluto

39 Lavadores de Gases - Reatores

40 Torres com Enchimento Constituem-se de um cilindro preenchido com material de enchimento (suporte) sustentado tanto no topo quanto na base de modo a permitir a separação das fases Fonte: Lisboa e Schirmer, 2007 METODOLOGIA DE CONTROLE DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA In: CONTROLE DAPOLUIÇÃO ATMOSFÉRICA

41 Torres com Enchimento – Material de Preenchimento
Funções do preenchimento: Aumentar a área superficial de contato entre os fluidos (aumentam a transferência de massa; no entanto, podem ser também um foco de ocorrência de encrustações e entupimento); Reduzir a perda de carga do gás; Promover boa distribuição dos fluidos ao longo da torre; Fonte: Lisboa e Schirmer, 2007 METODOLOGIA DE CONTROLE DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA In: CONTROLE DAPOLUIÇÃO ATMOSFÉRICA

42 Torres com Enchimento – Material de Preenchimento
Características do Material de Preenchimento Não reagir com nenhuma das fases líquida ou gasosa; Ter resistência mecânica suficiente para manter sua forma original na coluna; Viabilidade econômica diante dos demais parâmetros de construção da torre; Fonte: Lisboa e Schirmer, 2007 METODOLOGIA E CONTROLE DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA In: CONTROLE DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA

43 Torres com Enchimento – Material de Preenchimento
Características do Material de Preenchimento Ser resistente à abrasão originada por atrito no interior da coluna. Materiais - carbono, cerâmica, vidro, plástico, teflon, aço inoxidável e outros materiais. Não deve ser volátil para evitar emissões secundários e aumento no consumo do absorvente Fonte: Lisboa e Schirmer, 2007 METODOLOGIA E CONTROLE DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA In: CONTROLE DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA

44 Torre de Pratos Não apresenta nenhum tipo de preenchimento e sim “pratos“ com furos distribuídos uniformemente. O número de furos, sua forma e arranjo varia de acordo com a coluna, mas eles têm freqüentemente 3 mm (1/8 in) de diâmetro. O gás em ascensão promove uma resistência à passagem do líquido (descendente) de forma a manter um acúmulo em cada prato onde há um contato entre as fases. Fonte: Lisboa e Schirmer, 2007 METODOLOGIA DE CONTROLE DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA In: CONTROLE DAPOLUIÇÃO ATMOSFÉRICA

45 Lavador de Aspersão O contato entre o gás e o líquido é feito através de superfície de gotas (atomização) formadas. Fonte: Lisboa e Schirmer, 2007 METODOLOGIA DE CONTROLE DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA In: CONTROLE DAPOLUIÇÃO ATMOSFÉRICA

46 Bioreatores As colunas são recheadas com microrganismos suportados, que são constantemente borrifados com água. Remove somente compostos altamente solúveis;

47 Bioreatores Parâmetros importante: Umidade: Microrganismos: pH
Temperatura: Concentração poluente Tempo de residência do gás:

48 Lavadores de Gases – Usos Típicos
Absorção de enxofre (SO2) Sulfeto de hidrogênio (H2S) Gás clorídrico (HCl) Amônia (NH3) Gás fluorídrico (HF) Hidrocarbonetos leves.

49 Exemplos Remoção H2S com solução de Hipoclorito de Sódio
H2S + NaOCl NaCl + SO + H2O ou H2S + 4NaOCl 4NaCl + H2SO4 Remoção SO2 com solução de Hidróxido de Sódio SO2 + 2NaOH Na2SO3 (sulfito de sódio) + H2O

50 Tratamento de Gases ADSORVEDORES

51 ADSORVEDORES A adsorção é um processo seletivo e bastante apropriado para a remoção de gases e vapores presentes em baixas concentrações, principalmente substâncias causadoras de odor.

52 ADSORVEDORES O processo de adsorção envolve a remoção de um ou mais componentes gasosos do fluxo de gás através de aderência dos mesmos na superfície e poros de um sólido. As moléculas de gás removidas = Adsorbato Sólido que retém = Adsorvente Mecanismo de Adsorção Fonte:

53 Substâncias adsorventes
Material sólido, poroso e de grande área superficial específica. Alta temperatura de oxidação para prevenir oxidação e adequada resistência de forma a manter-se estruturalmente estável. Os principais adsorventes utilizados em poluição do ar são: carvão ativado, alumina ativada (Al2O3), sílica gel Mecanismo de Adsorção Fonte:

54 Fonte: Lisboa e Schirmer, 2007 METODOLOGIA
DE CONTROLE DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA In: CONTROLE DAPOLUIÇÃO ATMOSFÉRICA

55 Tratamento de Gases Incineração

56 Incineração Fonte: home.earthlink.net/~jim.seebold/id1.html

57 Incineração 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.

58 Incineração Queimador externo Câmaras de Combustão FLAIR ou Tocha
Fonte: FLUXOPAR Queimador externo FLAIR ou Tocha Câmaras de Combustão

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