Controle da Poluio Atmosfrica Alumnio Primrio

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAIS GERAISESCOLA DE ENGENHARIAdepartamento de engenharia sanitria e ambientalesa 126 controle da poluio atmosfricaControle da Poluio Atmosfrica Alumnio PrimrioHelena Penna TrivellatoLuiza Nunes RochaMarina Menicucci Esteves de Castro

10 de junho de 2015

SUMRIO1Introduo22O processo produtivo32.1Matrias primas32.2Processos de transformao3Minerao4Produo de Alumina42.3Obteno de alumnio metlico52.4Consumo de energia73Formao de poluentes atmosfricos73.1Fontes difusas73.2Fontes pontuais74Tratamento dos gases e emisses84.1Opes viveis e possveis84.2Opes recomendadas84.2.1Lavadores de gases a seco84.2.2Lavadores de gases a mido104.2.1Filtro manga124.2.2Precipitador eletrosttico134.3Legislao155Dimensionamento175.1Lavador de gs175.2Filtro manga206Projeto227Referncias Bibliogrficas24

IntroduoO alumnio o metal mais jovem usado em escala industrial, produzido comercialmente h cerca de 150 anos. Hoje ocupa posio de destaque entre os metais no ferrosos devido s suas caractersticas fsico-qumicas, que permitem uma infinidade de aplicaes. As propriedades fsicas tpicas do alumnio esto mostradas na Tabela 1.Tabela1 - Propriedades fsicas tpicas. Fonte: ABAL (2013).

O alumnio est presente em vrios segmentos da economia. As aplicaes mais usuais do alumnio so em embalagens, transportes, eletricidade e construo civil. Minas Gerais o estado pioneiro na produo de alumnio primrio no Brasil, tendo sua primeira indstria instalada em Ouro Preto, em 1940. O mapa a seguir apresenta a localizao das principais minas e fbricas de alumina:

Figura 1 - Localizao das minas e fbricas no Brasil. Fonte: ABAL (2013).O processo produtivoA obteno de alumnio metlico a partir do minrio de bauxita chamada de produo de alumnio primrio, e o processo que ser tratado neste trabalho. A fabricao de alumnio a partir da reciclagem denominada produo de alumnio secundrio. Matrias primasO alumnio no encontrado diretamente em estado metlico na crosta terrestre. Sua obteno ocorre da minerao e beneficiamento de bauxita, um minrio contendo xidos de alumnio hidratados e impurezas como xidos de ferro, silcio e titnio. Para que a produo seja economicamente vivel, o teor de xido de alumnio aproveitvel deve ser em torno de 30%. Processos de transformaoOs processos para a produo de alumnio primrio so: a minerao da bauxita; o refino para obteno de alumina; a hidrlise para obteno de alumnio metlico. MineraoO minrio de bauxita caracterstico de regies de clima mediterrneo, tropical e subtropical e abundantemente encontrado na frica, Amrica do Sul e Oceania. No Brasil, apesar do pioneirismo da regio Sudeste, as maiores reservas esto na regio Norte. A minerao geralmente realizada a cu aberto, j que o minrio pode ser encontrado a cerca de 4m da superfcie. Produo de AluminaA produo de alumina feita pelo Processo Bayer, composto por quatro etapas: digesto, clarificao, precipitao e calcinao. A Figura 2 ilustra esse processo.

Figura 2 - Processo BayerA bauxita inicialmente transportada at os moinhos para ser fragmentada. Durante a moagem, so adicionadas solues de cal e soda custica (NaOH), para formao de uma polpa de bauxita, facilitando a moagem. A polpa de bauxita bombeada para digestores, instalados em srie, onde submetida a temperatura e presso elevadas, com finalidade de promover a extrao da alumina, na forma de aluminato de sdio solvel.A polpa ento enviada para a etapa de espessamento, onde o aluminato de sdio separado da lama, em uma operao de decantao. So adicionados floculantes, com o objetivo de aumentar a velocidade de decantao, bem como a porcentagem de slidos na lama (underflow), e aumentar a clarificao do aluminato de sdio sobrenadante (overflow). O overflow enviado para filtrao enquanto o underflow do primeiro espessador bombeado para o seguinte e desse para o prximo, at chegar ao ltimo, de onde bombeada para os filtros a vcuo, para ser lavada, filtrada e ento reutilizada no circuito.Aps a filtrao do licor proveniente do primeiro espessador, ele enviado para expansores e trocadores de calor, com finalidade de resfri-lo at a temperatura adequada para a precipitao de hidrato de alumnio. Nesse passo, obtida uma soluo supersaturada de aluminato de sdio, e nela adicionada uma carga de sementes (hidratos), para induzir a precipitao de cristais de alumina trihidratada. Aps a precipitao, a soluo filtrada e, em seguida, os cristais so lavados para a remoo da soda custica residual.A prxima etapa do processo a calcinao, para transformao da alumina trihidratada em xido de alumnio. Nesta etapa, o hidrxido de alumnio colocado em um forno rotativo, onde submetido a temperaturas crescentes, que variam de 200C a cerca de 1100C. O aquecimento obtido pela queima de leo combustvel.Obteno de alumnio metlicoA obteno de alumnio metlico ocorre pelo processo Hall-Hroult. O fluxograma global do processo mostrado a seguir, na Figura 3:

Figura 3 - Fluxograma do processo Hall-HroultO processo inicia-se com a dissoluo da alumina pura em um banho de criolita (Na3AlF6), em que so adicionados fluorita (CaF2) e um excesso de fluoreto de alumnio (AlF3) para reduo da temperatura de fuso. Uma corrente eltrica passada pelo eletrlito em baixa voltagem, de modo que o banho eletroltico seja fundido em baixa tenso. A reao eletroltica de produo de alumnio se processa em cubas eletrolticas, como mostrado na Figura 4. A cuba eletroltica formada de carcaa em ao recoberta por coque metalrgico e piche, sendo que o revestimento da carcaa metlica funciona como catodo da clula eletroltica; uma camada de tijolos refratrios, que funciona como isolante trmico; bloco de carbono constitudo de uma mistura de coque e piche, que funciona como anodo da clula eletroltica, ficando suspenso na cuba por barras metlicas.

Figura 4 - Esquema de uma cuba eletrolticaA reao global do processo eletroqumico que ocorre na cuba mostrada a seguir:Al2O3 + 3 C(s) 4 Al(l) + 3 CO2(g)Na eletrlise, os ons de alumnio migram para o catodo, onde so reduzidos a alumnio metlico, enquanto o oxignio liberado reage com o carbono do anodo, formando CO e CO2, com predominncia para o CO2.A adio de alumina nas cubas feita periodicamente por alimentadores, de acordo com as necessidades operacionais. A concentrao ideal gira em torno de 2% a 6%. Altas concentraes provocam uma deposio da alumina no dissolvida no catodo da cuba, chamada de lama. Baixas concentraes de alumina, por sua vez, ocasionam grande aumento de tenso. O efeito andico pode ocasionar a combinao do carbono do anodo com o flor dissociado no banho, formando compostos fluoretados de carbono (CF4 e C2F6), de elevado potencial de efeito estufa.O alumnio metlico se deposita na parte inferior da cuba, de onde retirado. O metal enviado para fundio, onde so ajustadas a sua composio qumica e a forma fsica do produto e ento, enviado para transformao mecnica, onde ser dada a forma final.Consumo de energiaNo processo de minerao e no processo Bayer, so consumidos leos combustveis. Para as cubas eletrolticas do processo Hall-Hroult ocorre grande demanda de energia eltrica. Os principais insumos para a produo so mostrados na tabela a seguir:Tabela 2 - Insumos necessrios para a produo de 1t de alumnio primrio. Fonte: ABAL (2013)

Formao de poluentes atmosfricosFontes difusasDurante o processo de minerao da bauxita, so emitidos materiais particulados. Os equipamentos utilizados no processo tambm emitem poluentes, que variam de acordo com o combustvel utilizado e seu porte. Mecanismos de controle de emisso podem ser aplicados para os sistemas de transporte e pontos de transferncia de bauxita, evitando a disperso.Fontes pontuaisNa etapa de minerao, os sistemas de ventilao local exaustora permitem a coleta do material particulado emitido e possibilitam o seu tratamento.As emisses gasosas geradas nas etapas de tratamento do alumnio so captadas por chamins e, por isso, passveis de tratamento. Tecnologias de preveno de emisses tambm podem ser aplicadas. As principais emissoes provenientes da producao da alumina sao formadas por material particulado e vapores causticos. No processo Bayer so emitidos os seguintes poluentes: material particulado (MP), monxido de carbono (CO), dixido de carbono (CO2), xidos de enxofre (SOX),xidos de nitrognio (NOX), hidrocarbonetos (HC).No processo Hall-Hroult so emitidos os seguintes poluentes: monxido de carbono (CO), dixido de carbono (CO2), compostos orgnicos volteis (COVs), xidos de enxofre (SOX), fluoreto de alumnio (AlF3), fluoreto de clcio (CaF2), material particulado (MP).Tratamento dos gases e emissesOpes viveis e possveisDentre as opes para tratamento dos gases e emisses no processo de produo de alumnio primrio podemos incluir os filtros de manga, lavadores de gs a seco, lavadores midos, filtros eletrostticos. A Tabela 3 mostra o monitoramento de efluentes atmosfricos da empresa Novelis, no processo de produo do alumnio.Tabela 3 - Monitoramento de efluentes atmosfricos pela Novelis. Fonte: ALVES, 2011.

Opes recomendadasLavadores de gases a secoEsse equipamento opera com um composto que tem a funo de remover as partculas introduzido na forma de um gs ou em p. Esse composto se agrega s molculas dos gases, impedindo sua liberao para a atmosfera. Os lavadores de gases a seco funcionam pelo princpio de adsoro, no qual os gases ficam retidos na superfcie do material slido. Eles so muito utilizados para remoo de gases de natureza qumica cida, tais como dixido de enxofre, cido clordrico e o cido fluordrico (HF). Os adsorventes mais utilizados nestes lavadores so o hidrxido de clcio (CaOH) ou a cal virgem (CaO), que so usualmente capturados posteriormente em um filtro manga. uma alternativa interessante quando leva-se em considerao a no gerao de efluentes lquidos, porm a quantidade de resduos slidos gerados aumenta (DIP, 2004). A Figura 5 mostra um exemplo de lavador de gs a seco.

Figura 5 - Lavador de gs a seco. Fonte: TAVMAC, 2015.No caso da indstria de alumnio primrio, os lavadores de gases a seco so utilizados nas instalaes de reduo de alumina para remover principalmente o fluoreto gasoso emitido nas cubas eletrolticas, utilizando a alumina como material adsorvente. A alumina usada nas cubas entra em contato com os gases e, aps o tempo necessrio para a reao, as emisses atmosfricas so enviadas para filtros de mangas, a fim de se remover a alumina e outras partculas que se encontrem em suspenso (principalmente fluoreto particulado). Esse processo no gera efluentes lquidos e toda a alumina, e em seguida, utilizada no processo de reduo, sendo a eficincia de remoo de fluoretos gasosos maior do que 99%. De acordo com a ABAL (2013), os lavadores para remoo de F podem ser de dois tipos: com injeo de alumina na corrente gasosa ou por leito fluidizado de alumina com o fluxo gasoso passando pelo leito. O primeiro tipo injeta a alumina em dutos horizontais, sistemas Venturi ou dutos verticais, e como esse contato rpido, a alumina recirculada de 2 a 6 vezes para garantir uma boa eficincia de remoo. J no sistema de leito fluidizado, utiliza-se o fluxo de gases contaminados da sala de cubas para fluidizar a alumina e, com esse processo, ocorre uma adsoro eficiente, sem necessidade de recirculao da alumina. Alguns fatores que a ABAL (2013) cita como interferentes no processo de adsoro so o tempo de contato dos gases com a alumina; a vazo de alimentao e a rea superficial da alumina; teor de umidade e de sdio (que podem beneficiar a adsoro qumica do HF, que cido); e a vazo de recirculao (principalmente no lavador que utiliza a injeo). A grande vantagem desse mtodo o tratamento das emisses com recuperao do F, diminuindo os gastos com a criolita, soluo eletroltica do processo (Na3AlF6) e a reduo considervel na gerao de resduos dos sistema de controle. Os dois tipos de lavador a seco utilizam filtros de mangas para remover a alumina reagida e outras partculas em suspenso no gs, aps a passagem pelo leito fluidizado. Lavadores de gases a midoOs lavadores de gs a mido so amplamente utilizados no processo Bayer. Alm disso, so utilizados em pontos de emisses secundrias de uma instalao de reduo de alumina. Essas, so as emisses que no so coletadas pelo sistema de captura de controle primrio da cuba. Quando o volume de emisses de uma instalao de reduo de alumina excede a capacidade de recepo da bacia area onde o estabelecimento de produo de alumnio primrio se localiza, justifica-se a instalao de sistema de controle de emisses secundrias. Este sistema secundrio opera em conjunto com um sistema de controle primrio, para se reduzir a carga de emisses das linhas de cubas. O tratamento dos gases coletados pelo sistema de controle secundrio e, geralmente, feito por lavagem mida dos gases. Os lavadores midos removem os contaminantes do processo e estes no retornam para a cuba, gerando resduos que devem ser dispostos ou reciclados em outros processos, de maneira ambientalmente adequada. De acordo com a ABAL (2013), nos lavadores a seco, como todos os materiais coletados retornam para o processo, so introduzidas impurezas no alumnio produzido. Consequentemente, as linhas de cubas utilizando lavadores midos podem produzir um alumnio de maior pureza. Dentre os lavadores do tipo mido, os mais comuns so os lavadores do tipo Venturi, como pode ser visto na Figura 6 e os lavadores de colunas, que podem ser tanto de colunas como de pratos, mostrados na Figura 7.

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Figura 6 - Lavador Venturi

Figura 7 - Torres de absoro

Os lavadores do tipo Venturi removem partculas que variam entre 5 e 0,5 m, incluindo as partculas respirveis. Os equipamentos deste tipo apresentam uma seo que converge gradualmente, tornando-se divergente posteriormente. Este estrangulamento tem como objetivo fazer o gs fluir com uma velocidade elevada, desacelerando logo em seguida. O lquido de lavagem injetado na garganta do Venturi, formando gotculas que arrastam os poluentes. A gua utilizada no sistema recirculada, passando por um processo de decantao antes de ser bombeada para um novo ciclo de lavagem. J as gotculas contendo o poluente passaro pelo processo de separao em um ciclone, de tal forma que o ar que sai do ciclone passa por um condensador antes de ser emitido para a atmosfera. A principal vantagem da utilizao de lavadores do tipo Venturi a alta eficincia de remoo do material particulado, mas requer um alto consumo de energia devido perda de gua, alm do gasto de gua e gerao de efluentes lquidos, o que requer uma etapa complementar de tratamento (DIP, 2004)No caso das torres de absoro, a separao de um ou mais componentes em uma mistura gasosa segue o mesmo princpio: o gs entra em contato com a gua, por um tempo suficiente para que haja a solubilizao do mesmo. Considerando a diferena de densidade entre as fases lquida e gasosa, se faz necessria a utilizao de algum meio, ou dispositivo de contato, que obrigue as fases a interagirem adequadamente, de modo que o processo de absoro atinja os resultados esperados. Para tanto, so normalmente utilizados industrialmente dois tipos de colunas (torres) de absoro: as que possuem no seu interior um leito de um material slido inerte por onde as fases percolam - colunas de recheio (ou torres recheadas) e colunas de pratos (ou estgios), semelhantes s tradicionalmente utilizadas em destilao (DIAS Jr. et al., 2013). As eficincias de remoo de materiais particulados bastante inferior quando comparado s observadas para os lavadores a seco. Alm disso, os poluentes removidos no retornam para as cubas, havendo a necessidade de uma disposio ambientalmente adequada para os resduos gerados durante o processo.O monitoramento dos lavadores de gs numa indstria de alumnio pode ser visto na Tabela 4.Tabela 4 - Monitoramento dos lavadores realizado pela ALCOA. Fonte: Adaptado de ALVES (2011).

0. Filtro mangaNa indstria de alumnio, os filtros mangas so utilizados em diversos pontos como um sistema de controle nos locais onde so emitidos materiais particulados. Alguns desses pontos so: a pulverizao e moagem de bauxita; nos tanques de estocagem de alumina e nos sistemas de transferncia; nos processos de moagem, peneiramento, transporte e estocagem de coque; na descarga de carvo criolita; nos processos de refuso/ fundio do alumnio, entre outros que variam de acordo com as instalaes das diversas fbricas. A finalidade do filtro manga separar as partculas existentes no fluxo de gases atravs da filtragem. O princpio de funcionamento a introduo do ar contendo material particulado, no corpo central do filtro, atravs de uma antecmara lateral, que dimensionada com o objetivo de evitar o choque direto das partculas com as mangas e de reduzir a velocidade do fluxo, permitindo a precipitao do particulado com maior granulometria. O particulado com menor granulometria conduzido ao interior do corpo central, onde ele forado a passar pelas mangas de filtragem, nas quais o material particulado em suspenso fica retido e o ar limpo sai do filtro atravs de uma sada lateral. O particulado retido na superfcie e nos poros dos fios forma um bolo que atua tambm como meio filtrante. Para reduzir a resistncia ao fluxo o bolo deve ser periodicamente desalojado. A limpeza do tecido feita atravs da injeo automtica de ar comprimido atravs das mangas de filtragem, provocando a desagregao do material particulado que estava acumulado em sua superfcie externa. Esse material ser, ento, recolhido na moega de recolhimento.Os filtros de manga podem operar sob presses negativas ou positivas. O limitador da presso a perda de carga atravs das mangas, uma vez que a descarga enviada diretamente para a atmosfera. O uso de presso negativa mais comum, impondo um dimensionamento exigente para o corpo que enclausura as mangas, principalmente no que se refere a vedao (JMS EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS, 2015).Os filtros de manga so usados para a separao do material particulado do fluxo de ar via seca, com altssimas eficincias de reteno. Os filtros caracterizam-se por manter praticamente constante a concentrao de particulado nos gases tratados a despeito das variaes nas condies de entrada. Concentrao de sadas tpicas so inferiores a 50 mg/Nm3 e podem atingir valores to baixos quanto 2 mg/Nm3 (JMS EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS, 2015).Considerando que uma grande gama de materiais est disponvel para atender praticamente a todos os requisitos das mais diversas aplicaes, a seleo da manga baseada em vrios fatores, incluindo as variveis de processos, as propriedades das fibras e a temperatura do gs exaurido.Precipitador eletrostticoNa indstria de Alumnio, o precipitador eletrosttico pode ser utilizado para captar as emisses de materiais particulados, SO2 e fluoretos, provenientes dos calcinadores. Os calcinadores so usados para revolver a umidade da alumina trihidratada, formando o xido de alumnio (alumina). Para a produo de aluminas especiais, adicionado cloro ao calcinador com a finalidade de diminuir o teor de sdio no produto final. Nos calcinadores especiais, o teor de cloretos tambm deve ser monitorado, alm do material particulado e SO2, provenientes dos combustveis e da emisso de poeiras.O precipitador eletrosttico um dispositivo de controle de partculas que utiliza foras eltricas para remover as partculas da corrente de ar. O princpio de funcionamento consiste no fornecimento de carga eltrica a partcula, que ocorre atravs da ionizao do gs pelo efeito corona, por fim as partculas ionizadas passam por um campo eltrico de modo que sua velocidade de migrao eletrosttica possibilite sua coleta sobre as placas aterradas, onde perdem as cargas e a camada de p formada removida do sistema para posterior descarte. A taxa de migrao das partculas depende do tamanho, da magnitude da carga na partcula, da intensidade do campo eltrico e do fluxo gasoso (MEIRA, 2009).Algumas vantagens do precipitador eletrosttico so: opera em elevada temperatura, atinge alta eficincia de coleta das partculas, possui baixa perda de carga e baixo custo de manuteno (MEIRA, 2009).

Figura 8 Princpio de funcionamento do precipitador eletrostticoA Tabela 5 mostra o monitoramento do filtro manga e do precipitador eletrosttico em uma indstria de alumnio.Tabela 5 - Monitoramento do filtro manga e do precipitador eletrosttico pela ALCOA. Fonte: Adaptado de ALVES (2011).

LegislaoNa resoluo CONAMA N 382 de 2006 foram estabelecidos os limites de emisso de poluentes atmosfricos considerando, de acordo com o artigo 2, os seguintes critrios:I - o uso do limite de emissoes e um dos instrumentos de controle ambiental, cuja aplicacao deve ser associada a criterios de capacidade de suporte do meio ambiente, ou seja, ao grau de saturacao da regiao onde se encontra o empreendimento; II - o estabelecimento de limites de emissao deve ter como base tecnologias ambientalmente adequadas, abrangendo todas as fases, desde a concepcao, instalacao, operacao e manutencao das unidades bem como o uso de materias primas e insumos; III - adocao de tecnologias de controle de emissao de poluentes atmosfericos tecnica e economicamente viaveis e acessiveis e ja desenvolvidas em escala que permitam sua aplicacao pratica; IV - possibilidade de diferenciacao dos limites de emissao, em funcao do porte, localizacao e especificidades das fontes de emissao, bem como das caracteristicas, carga e efeitos dos poluentes liberados; e V - informacoes tecnicas e mensuracoes de emissoes efetuadas no Pais bem como o levantamento bibliografico do que esta sendo praticado no Brasil e no exterior em termos de fabricacao e uso de equipamentos, assim como exigencias dos orgaos ambientais licenciadores. A resoluo N 436 de 2011 complementa as Resolues n 05/1989 e n 382/2006 e estabelece os limites mximos de emisso de poluentes atmosfricos para fontes fixas instaladas ou com pedido de licena de instalao anteriores a 02 de janeiro de 2007. As Tabelas 6 e 7 mostram os padres de emisso para uma unidade mdia em cada etapa do processo de produo de alumnio primrio, de acordo com a CONAMA 382/ 2006 e pela CONAMA 436/ 2011, respectivamente. Para as fontes no listadas nas tabelas, o COPAM 11, 1986 estabelece um padro de emisso de material particulado 150mg/Nm e SO2=2500mg/Nm.Tabela 6 - Padro de lanamento de acordo com a CONAMA 382/ 2006.Fonte de emisso/unidade de medidaMPFluoreto Total

Forno de calcinao de hidrato/kg/t de alumina produzida2N.A.

Sala de cubas(1)/kg/t de alumnio produzido4,81,1

Forno de cozimento de anodo /kg/t equivalente de alumnio0,20,15

Tabela 7 - Padro de lanamento de acordo com a CONAMA 436/ 2011.

DimensionamentoLavador de gsPara este trabalho, escolheu-se a realizao do projeto de um lavador de gs mido de tipo Venturi. Os lavadores a mido so amplamente utilizados no processo Bayer. O autor Licht (1988) prope um mtodo geral para o projeto de lavadores tipo Venturi que consta dos seguintes passos: 1. Seleciona-se, na faixa de valores usualmente utilizados, um par de valores para QL/QG e Vgarg; 2. Com base nestes valores calcula-se o dimetro Sauter das gotas de gua Dd;3. Para o valor selecionado de Vgarg e o valor calculado de Dd calcula-se ReD1 e CD1.

A expresso anterior a equao de Schiller & Naumann, vlida na faixa de valores: 0,5 < Rep< 3; 4. Utilizando os valores determinados no ponto 3, calcula-se, ento:

5. Seleciona-se uma dimenso de partcula dpi e o valor do fator de Cunningham Cci calculado;6. Para esta partcula, calcula-se:

7. Seleciona-se um valor de L (comprimento adimensional da garganta; recomenda-se assumir L = 2-3), calcula-se ento o comprimento da garganta lgarg e ugarg;

Onde o valor de X calcula-se como :

8. Em seguida, calcula-se a penetrao Pti (Yung et al., 1978);

9. necessrio repetir os passos 5-7 para diferentes dimenses de partculas;10. Calcula-se a eficincia total de separao;11. Repetir todos os clculos para diferentes valores de QL/QG e/ou Vgarg. Considerar tambm outros valores para L e para ugarg;12. Por fim, determina-se o comprimento da garganta e a queda de presso total.

Custo de lavador de gs a mido:O livro Controle Da Poluio do Ar Na Indstria Aucareira de Silva (2000), Na apresenta dados aproximados de custos de lavadores de gs, obtidos por consulta a vrios fabricantes brasileiros e estrangeiros para a aplicao especfica em caldeiras para bagao. Tais valores no incluem os custos de montagem. O material de fabricao do lavador tipo torre de nebulizao ao carbono, enquanto o lavador tipo Venturi construdo de ao inox. A Figura 9 mostra um grfico do custo aproximado desses lavadores de gs.

Figura 9 - Custo aproximado de lavadores de gs tipo torre de nebulizao e Venturi. Fonte: (SILVA, 2000).

Parmetros para projeto:Dentre os parmetros importantes para projeto, destaca-se a escolha do solvente para uso nos lavadores de gs a mido. essencial escolher um solvente com baixa presso de vapor, com baixa corrosividade, reduzida viscosidade e baixo custo. Alm disso, a solubilidade do gs deve ser alta, de forma que a quantidade requerida de solvente no seja to elevada. A tabela abaixo sumariza tais parmetros.Tabela 8 - Escolha do solvente para lavadores midos

Filtro manga1) Velocidade de filtraoEsse parmetro uma varivel importante no processo de filtrao de gases, pois est diretamente relacionado com o tempo necessrio para a filtrao, o desgaste do tecido e a profundidade que o material particulado consegue penetrar no tecido. Juntamente com o mtodo de limpeza, a velocidade de filtrao determina as dimenses do filtro.Os valores de velocidade recomendados so de 0,5 a 10 cm/s (SANTINI, 2011). O tempo de filtrao inversamente proporcional a velocidade de filtrao, portanto altas velocidades de filtrao levam a um tempo curto, porm com alta penetrao de partculas no tecido, o que dificultaria a remoo da torta, alm de aumentar a queda de presso durante a filtrao e aps a remoo da torta.2) Escolha do meio filtranteO tipo de meio filtrante a ser utilizado depende das caractersticas (temperatura, umidade, alcalinidade e acidez) do gs transportador, das caractersticas das partculas a serem filtradas (concentrao, distribuio de tamanhos, abrasividade), do tipo de limpeza a ser utilizado, do custo e da disponibilidade (SANTINI, 2011). A Figura 10 mostra a comparao do tempo de vida til de um filtro manga mal e bem dimensionado. A Tabela 9 mostra as temperaturas de trabalho e agentes qumicos agressivos ao material das mangas.

Figura 10 Comparao genrica entre mangas mal e bem dimensionados. Fonte: (SANTINI, 2011)

Tabela 9 - Temperatura de trabalho e agentes qumicos agressivos ao material das mangas. Fonte: (SANTINI, 2011)

3) Determinao da vazo e rea de filtraoPara o dimensionamento do filtro manga, deve ser realizado a caracterizao do material particulado, a determinao do tipo de limpeza a ser usado no equipamento e no meio filtrante. A velocidade de exausto definida com base no catlogo fornecido pelo fabricante dos exaustores.A vazo definida pela equao abaixo.

Q= vazo de ar (m3/s)Vat = velocidade do ar na seo transversal do sistema de exausto (m/s) Ad = rea da secao transversal do sistema de exaustao (m2) A rea filtrante encontrada pela equao abaixo:

Sendo a rea da manga igual a:

Onde, D = Diametro da mangaL = Comprimento da mangaO nmero de mangas necessrio para a filtrao dado por:

Projeto O presente projeto foi feito a partir de dados da Alcoa Alumnio S.A. Capacidade produtiva: 110.000 toneladas por ano de alumnio primrio. Localizao: Poos de Caldas, Minas Gerais. A partir do monitoramento semestral de material particulado (MP) nos reatores de leito fluidizado, o grfico abaixo mostra a emisso de material particulado gerado no processo de reduo eletroltica.

Figura 11 - Emissao de material particulado nos reatores de leito fluidizado. Fonte: (ALVES, 2011) Emisso mxima de material particulado: 0,36 kg MP/ t alumnio. Considerando as caractersticas do material particulado, o tipo de limpeza automtica por meio de jatos de ar comprimido e outras caractersticas, foi definido que o filtro manga ter as caractersticas descritas na figura 12 e formato circular.

Figura 12 Dados do filtro. Fonte: (ALVES, 2011)

Foi considerado um comprimento de 5200 mm (5,2 m) e altura de 5300 mm (5,3 m). Portanto, Ad ser 27,56 m2 A velocidade do ar na seo transversal do sistema de exausto (m/s) considerada: 10 cm/s (0,1 m/s). Recomendados valores entre 0,5 a 10 cm/s (SANTINI, 2011). = 27,56 m2 x 0,1 m/s = 2,756 m3/s = 0,162 m x 3,14 x 5,3 m/ 4 = 0,107 m2 = 2,756 /0,107 = 25,76 m2

Referncias Bibliogrficas

ABAL Associao Brasileira do Alumnio. Disponvel em: .ALVES, Claudia. Analise comparativa dos impactos ambientais e dos aspectos tecnologicos da producao de aluminioprimario em Minas Gerais, 2011. Disponvel em: .SANTOS, Elio. Cadeia produtiva do Aluminio Processo Industrial e Fontes de Poluicao. 2004. Disponvel em: .SILVA, Electo. Controle Da Poluio do Ar Na Indstria Aucareira, 2000. Disponvel em: TAVMAC, 2015. Disponvel em: .MEIRA, C. R. D. Desempenho de um Precipitador Eletrostatico Operando na Remoco de Nanoparticulas De Aerossois. UFSCAR. Sao Carlos, p. 4 - 104. 2009.SANTINI, J. Filtro de mangas para o controle de emissoes atmosfericas de material particulado gerados no beneficiamento de marmore e granitos. Universidade De Passo Fundo. Passo Fundo, p. 1-58. 2011.JMS EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS. Filtro de Mangas. JMS Equipamentos Industriais, 2015. Disponivel em: . Acesso em: 08 jun. 2015.

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