Ciclones de Alta Eficiência. Quebra de um...

Ciclones de Alta Eficiência. Quebra de um

paradigma.

Controle de

Emissões

ACS já tem referências em mais de 30 Paises apesar de ter sido criada em 2008

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North, Central & South America Europe Africa Asia Oceania

RECUPERAÇÃO DE PRODUTO

Tecnologias de Filtração e Separação

Dois mercados principais

• Normas ambientais tem se tornado muito estritas de

modo a reduzir o particulado e Brasil não é exceção.

Má qualidade do ar devido a conter particulado é

causa ambiental numero 1 de mortes prematuras na

União Europeia.

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• A grande maioria dos processos de combustão está

associada com emissão de particulado. Filtração

dos gases quentes é mandatória. ( ex: Centrais

térmicas ,caldeiras de biomassa)

CONTROLE DE EMISSÕESMelhora do ambiente

EC PR

• 60% das industrias quimicas manuseiam seus

produtos em forma de pó fino.

• % muito significativas na Industria Farmacéutica ,

alimentos e mineração entre outras.

• Todas as industrias que processam particulado fino

precisam de separação sólido /gás

• Existe portanto uma busca continua para melhorar

a eficiência e redução nas perdas do pó.

• Muitos outros processos em escala industrial são

fontes de particulado. ( Cimento Siderurgia ,

celulose, vidro, etc).

Exemplos de diferentes tipos e tamanhos de ciclones

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Como a tecnologia ACS

resolve problemas de

emissão de particulado?

Mesmo com inumeras vantagens os ciclones convencionais tem baixa eficiência

• Robustos

• Ausência de manutenção

• Sem elementos filtrantes

• Estático

• Trabalham em base seca

• Sem restrição de temperatura

• Não tem componentes elétricos

Largamente utilizados na Industria

Problema: Baixa eficiência para particulas

< 10µm*

Tradicionalmente utilizados como pré separação e usados antes de Filtros de

mangas, lavadores e EP ,devido a não cumprirem coma as normas ambientais.

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Problema se agrava em altas temperaturas e alta umidade

Sources & Problems

Problemas das

Soluções Existentes

ACS Nasce portanto da busca da solução para estes casos

Fontes de Particulado

usuais :

Caldeiras de Biomassa

Produção de vapor e energia

Processos de CombustãoCaldeiras,Fornalhas, Inceneradores, gasificadores

SecagemSecadores Rotativos , Verticais

Secadores de Biomassa

Produção de pellets

MDF

Filtros de Mangas

Problemas operacionais criticos e altos custos de manutenção

Electrofiltros(ESPs)

Alto investimento e aplicabilidade

restrita

Lavadores Venturi

Menor investimento, mas com altos

custos operacionais e origina uma

poluição secundária que obriga a

instalar ETAR.

Solução :

Novos e mais

Eficientes ciclones !

Otimizar a eficiência de um ciclone

Projetando melhor ciclone para cada aplicação.

8^2*2 =128 prototipos2 Niveis de factor no

experimento

4 Niveis de fator no

experimento.

8^4*4=16384

protótipos

Otimização

Numérica

Irá gerar milhões de protótipos

8 dimensões( fatores)

4 axiais

4 radiais

Gás Limpo

Gás+ pó

Pó

H

sh

Db

De

a

b

D

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Desenvolvimento empirico

𝐹𝑐 =𝑉2

𝑅𝑟𝑚𝑝

𝐹𝑔 = 𝑔.𝑚𝑝

𝐹𝑑 = 𝑉𝑔2. 𝜌𝑔.𝐴𝑝

Compreendendo como o ciclone trabalha

Desenvolvimento da melhor teoria na coleta de particulas no ciclone

Predição da aglomeração das parti.em ciclones (PACyc)

Trajetórias Aglomeração de particulas

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Eficiência global:

• ACS ReCyclone® EH 99.8%

• ACS ReCyclone® MH 99.6%

• ACS Hurricane 98.5%

• Ciclone concorrente 95.0%

Desenho ACS reduz substancialmente as emissões de particulado

Comparação de eficiências entre os tipos de ciclones ACS com ciclone concorrente e um filtro de mangas.

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Quimigal | Portugal | 2009

ReCyclonePara recuperar ácido Sulfanilico

• Filtro de mangas 99.0%Quimigal | Portugal | 2009

ACS HuricanePara recuperar ácido Sulfanilico

EH

Adding unique cyclonic recirculation systems

See Hurricane & ReCyclone in 3D action

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03

Otimização da eficiência dos ciclones

Desenho do melhor ciclone para cada aplicação

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Graças ao modelo PACyc é possivel simular milhões de protótipos e buscar o Melhor pela otimização numérica.

Diferentes Industrias tem diferentes necessidades , as quais também dependem da legislação ambiental , espaço disponivel

para colocação do sistema →

Buscar uma das familias que atenda as demandas ambientais num menor

custo..

Creating multiple cyclones for multiple needs

Otimização da eficiência do ciclone

Desenhando o melhor ciclone para cada aplicação

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Temperatura Gás 180ºC | 356ºF

Vazão 18000m3/h | 10594 ACFM

Umidade no gás 8% (v/v)

Caso Real → Caldeira de biomassaCaracterística→ Caldeira de 4MW

Combustível Cavaco de madeira

PSD Mediana (Base Volume ) 11µm

Concentração á entrada 750mg/Nm 3Dry

Otimização da eficiência dos ciclones

Desenho do melhor ciclone para cada aplicação

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Ciclones ACS reduzem substancialmente a emissão global

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Sistemas são geralmente fornecidos pré-montados para fácil e rápida instalação

Hurricane Cyclones ReCyclone MH ReCyclone EH

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Sistemas ACS são fornecidos em Baterias e os recirculadores quando os há são

dispostos verticalmente para reduzir o espaço necessário. Usualmente inclui a

estrutura metálica, isolamento térmico , tubulação, ventilador de recirculação e

painel de controle.

Limitações ao uso

dos ciclones ACS

LIMITAÇÕES

• Concentrações de particulado

muito elevadas na entrada do

Sistema.

• Curva granulométrica muito

apertada.

• Má combustão na caldeira e

alta formação de fuligem

(negro de fumo)

extremamente fina.

• Presença significativa de cloro

na biomassa.

Aplicações na

Indústria de cimento

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Duna-DrávaCement plant in Beremend (Heidelberg Cement)

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Condições de Operação e Resultados

• Diâmetro médio das partículas (μm) [2.3]

• Vazão(m3/h Wet) [37,513]

• Temperatura dos gases (ºC) [327]

• Concentração à entrada (mg/Nm3) [42,100]

• Eficiência garantida (%) [>87.0]

• Queda de pressão esperada (mbar) [13]

Arranjo geral

O sistema de ciclones Hurricane é composto por 12 ciclones Hurricanes de

ø700mm, distribuídos por duas baterias de 6, funcionando em paralelo. O

sistema conta ainda com duas tremonhas de descarga, dois plenos para a sáida

dos gases e uma válvula de duplo-flape.

Todo o equipamento foi fabricado em aço ao carbono, ST37.

Fig. 2 – Curvas eficiência esperada (máxima e minima)

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Fig. 4 – Imagem do sistema Hurricane

Fig. 3 – Arranjo geral do sistema de ciclones Hurricane

Ciclones de Alta Eficiência

Obrigado