Controle de Emissões. Ciclones de Alta Eficiência

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Ciclones de Alta Eficiência

Controle de

Emissões

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

11/6/2018 www.acsystems.pt 2

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R

ECUPERAÇÃO 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.

www.acsystems.pt

11/6/2018 3

•

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)

C

ONTROLE DE

E

MISSÕES

Melhora 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).

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Exemplos de diferentes tipos e tamanhos de ciclones

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Como a tecnologia ACS

resolve problemas de

emissão de particulado?

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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 Combustão Caldeiras,Fornalhas, Inceneradores, gasificadores

Secagem

Secadores 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.

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Solução :

Novos e mais

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Otimizar a eficiência de um ciclone

Projetando melhor ciclone para cada aplicação.

8^2*2 =128 prototipos

2 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

s

h

D

_b

D

_e

a

b

D

11/6/2018 www.acsystems.pt 9 Desenvolvimento empirico

𝐹𝑐 =

𝑉

2 𝑅

_𝑟

𝑚

𝑝

𝐹𝑔 = 𝑔. 𝑚

_𝑝

𝐹𝑑 = 𝑉

_𝑔

2 . 𝜌

_𝑔.

𝐴

_𝑝

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Adding unique cyclonic recirculation systems

See Hurricane & ReCyclone in 3D action

03

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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.

Quimigal | Portugal | 2009

ReCyclone EH

Para recuperar ácido Sulfanilico

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Otimização da eficiência dos ciclones

Desenho do melhor ciclone para cada aplicação

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..

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Otimização da eficiência do ciclone

Desenhando o melhor ciclone para cada aplicação

Temperatura Gás 180ºC | 356ºF

Vazão 18000m3_{/h | 10594 ACFM}

Umidade no gás 8% (v/v)

Caso Real → Caldeira de biomassa

Característica → Caldeira de 4MW

Combustível Cavaco de madeira

PSD Mediana (Base Volume ) 11µm

Concentração á entrada 750mg/Nm 3 Dry

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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

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.

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Limitações ao uso

dos ciclones ACS

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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

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Aplicações na

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Advanced Cyclone Systems | www.acsystems.pt

Duna-Dráva

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Duna-Dráva

Cement plant in Beremend (Heidelberg Cement)

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.

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Duna-Dráva

Cement plant in Beremend (Heidelberg Cement)

Fig. 4 – Imagem do sistema Hurricane Fig. 3 – Arranjo geral do sistema de ciclones Hurricane

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Despoeiramento do ar de excesso

Arranjo mais comum:

Trocador de calor + Filtro de

mangas ou EP

Caracteristicas do Processo:

• Alta abrasividade do pó de

clinquer

• Concentração de até

50g/Nm3.

• Grandes variações de vazão

devido a instabilidade do

forno.

Problemas:

• Alto custo investimento

• Alto custo operacional

• Aumento dramático de emissões

caso apresente problemas nas

mangas.

Heat Exchanger

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Projeto → Aumentar produção do forno . Colocar 4 Modulos ReCyclone Modules para 75.000m

3 _/h

em paralelo aos filtros de mangas existentes que trabalhavam em sobrecarga.

Vantagens do ReCyclone EH

•

Zero custo de manutenção

•

Investimento reduzido a 10%

•

Sistema robusto sme partes móveis

•

Possibilidade de se adaptar á vazão no momento

•

Eficiência imune ás mudanças de temperatura.

•

Possibilidade de evitar o trocador de calor

(mg/m3_N)

Heat Exchanger

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Estudo de caso no Brasil

(Caldeira de biomassa)

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• Technologia

ReCyclone MH

• Aplicação :

Controle de emissões numa

caldeira de biomassa de cavaco de eucalipto • Dimensões: • 101 206 m3_{/h at 160ºC} 40 toneladas de vapor • Emissões garantidas • <100 mg/Nm3_seco • Emissões obtidas • 80 mg/Nm³ • Tecnologia alternativa EP ou Filtro de mangas)