Material Particulado

Material Particulado

2011

1. Introdução


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Classificação das emissões

a. Emissões atmosféricas: deixam o local do processo

através do ar;

b. Emissões em correntes líquidas: deixam o local do

processo através das correntes de água;

c. Resíduos sólidos: deixam o local do processo na

forma sólida;

d. Emissões térmicas: energia que aumenta a

temperatura do meio circundante.


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1. Possuem grande volume por unidade de massa.

2. Uma vez lançados na atmosfera:

a. misturam-se com o ar;

b. são levados por correntes de vento, em

movimento não controlável.

Poluentes atmosféricos


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Poluentes considerados:

•Material particulado;

•Dióxido de enxofre (SO2);

•Óxidos de nitrogênio (NOx);

•Monóxido de carbono (CO);

•Gases de efeito estufa.


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Preocupação com emissão de poluentes:

É de suma importância.

Combustão e meio ambiente


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Poluição em áreas metropolitanas

por veículos automotores.

Uma das mais graves ameaças à qualidade de vida.


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Combustão: seqüência de reações químicas.

Chama: propagação da combustão no espaço;

associação entre os escoamentos e as reações

químicas.


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Alguns Exemplos de Processos de Combustão


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Forno de incineração tipo forno rotativo – INPE/LCP.


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Caldeira de vapor amoniacal - CST.

Vapor amoniacal:

41% NH3, (amônia)

10% H2S, (sulfeto de hidrogênio)

49% H2O. (Água)


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Incêndio em pneus, Westley, California, 22/09/1999.

Cálculo preliminar estimou 7 milhões de pneus queimados.


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Classificação dos Combustíveis

Substância química que, quando em contato com um

oxidante, pode produzir uma reação exotérmica, ou

seja, uma reação que libera energia na forma de calor.

Pelo estado de agregação: sólidos;

líquidos;

gasosos.

Pela origem: naturais;

artificiais.


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Oxidante

Ar:

78,08 % nitrogênio, 20,95 % oxigênio, 0,93 % argônio,

0,03 % dióxido de carbono, 0,01 % de outros gases.

Para fins de balanço:

79 % de nitrogênio e 21 % de oxigênio.


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2. Material Particulado


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Partículas

•Atacam os pulmões;

•Aumentam o risco de câncer;

•Têm suspeita de induzir mutações hereditárias;

•Aumentam taxas de reação na atmosfera;

•Reduzem a visibilidade;

•Alteram o nível de radiação solar que atinge o solo e,

por isso:

- Alteram a temperatura do solo;

- Influenciam o crescimento das plantas.


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Fumaça de combustão incompleta em veículo e em

equipamento industrial.


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Fumaça de queimadas em Rondônia.

Foto: Ron Babbit


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Fuligem

•Particulado com tamanho inferior a 100 nm (0,1 mm);

•Facilmente inalada e absorvida pelos pulmões;

•Transportada a grandes distâncias;

•Formação vem de reações de craqueamento (reações

em fase gasosa que geram núcleos condensados

sólidos);


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100.000 partículas de fumaça:

tamanho de um grão de areia.


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Tamanho relativo entre partículas.


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Onde são removidas ou depositadas as partículas?

<2 μm (fumaça):

bronchíolos

5 μm:

traquéia,

brônchios

boca: não filtra

<1 μm:nos alvéolos

>10 μm: passagens nasais


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Dispositivos redutores

de emissões de partículas


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Tipos de redutores

•Câmaras de deposição gravitacional;

•Separadores centrífugos;

•Coletores tipo spray;

•Filtros de mangas;

•Precipitadores eletrostáticos.


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Câmara de

deposição

gravitacional

u

Ltr

(tempo para que a fração gasosa

passe pela câmara)

r

tt

hv

(velocidade vertical necessária para depositar

partícula de determinado diâmetro)

Todas as partículas com velocidade terminal superior a

h/tr serão removidas.


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Ciclones

A – evita a passagem direta dos

particulados da seção de entrada para

o tubo de saída;

b (D - De)/2, para evitar queda

excessiva de pressão;

H 3D, para manter o vórtice formado

pelos gases dentro da seção cônica do

ciclone;

a 7 - 8”, para garantir deslizamento

rápido das partículas coletadas

De/D 0,4 - 0,5; H/De 8 - 10; s/De

1, para garantir operação com máxima

eficiência;


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Coletores tipo spray


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Coletores tipo spray

• Nebulizadores tipo pressão;

• Eficientes para partículas de diâmetros superiores a 10

mm;

• Partículas de diâmetros tão pequenos quanto 1 mm

podem ser removidas se a pressão do spray for

elevada;

• De 1 a 5 litros de água são normalmente usados para

limpar 4 m3 de gás.


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Separador com

filtros de mangas

tipo vibrador.

Para limpeza, usa-se

um vibrador, ou jatos de ar em fluxo reverso,

ou ainda jatos pulsantes de ar.


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Duto de entrada

Duto de saída5

74

2

3

1

6

1 Entrada de gás (15-18 m/s)

2 Entrada ao compartimento

3 Extração de pó

4 Pó entre mangas

5 Lado limpo do filtro

6 Saída de gás

7 Queda de pó

Filtros

Fonte: FL Smidth Airtech

Filtro de mangas,

HI Cement,

Filipinas.


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Precipitadores eletrostáticos

1. Intenso campo eletrostático produzido entre eletrodos

de descarga e de coleta;

2. Partículas tornam-se eletricamente carregadas;

3. Partículas carregadas negativamente são atraídas

para os eletrodos aterrados carregados positivamente;

4. Partículas removidas de eletrodos de coleta, por

batimento, para depósitos.


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Eletrodo de descarga Prato de coleta

Partículas carregadas

Efeito Corona

Remoção de pó

Camada de pó

T/R-Set-45.000 V

Moléculas de gás e íons

Princípio de funcionamento.




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1 Eletrodo de descarga2 Superfície de coleta3 Sistema de batimento4 Isolador5 Retificador

4

3 1

2

5 4

1

32

3

5


Princípio de funcionamento.



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Precipitador

eletrostático,

incinerador (França).


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Do menor ao maior

Siam Khao Wong

ESP for

Kiln and raw mill

Altura: 47,8 m

Largura: 28,4 m

Catarinense Brazil

ESP for

Mesa kiln

Altura: 10,20 m

Largura: 3,86 m

Altura: 50 m




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Relação entre separadores de partículas e suas dimensõesFonte: Lodge Sturtevant Ltda


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Fim

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