Ciclones de Alta Eficiência - acsystems.pt · Normas ambientais tem se tornado muito estritas de...
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Ciclones de Alta Eficiência
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 UniãoEuropeia.
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• A grande maioria dos processos de combustão estáassociada com emissão de particulado. Filtração dos gases quentes é mandatória. ( ex: Centrais térmicas,caldeiras de biomassa)
CONTROLE DE EMISSÕESMelhora do ambienteEC PR
• 60% das industrias quimicas manuseiam seusprodutos em forma de pó fino.
• % muito significativas na Industria Farmacéutica , alimentos e mineração entre outras.
• Todas as industrias que processam particulado finoprecisam 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 sãofontes 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 Particuladousuais :
Caldeiras de BiomassaProdução de vapor e energia
Processos de CombustãoCaldeiras,Fornalhas, Inceneradores, gasificadores
SecagemSecadores Rotativos , Verticais
Secadores de BiomassaProdução de pellets
MDF
Filtros de MangasProblemas operacionais criticos e
altos custos de manutenção
Electrofiltros(ESPs)Alto investimento e aplicabilidade
restrita
Lavadores VenturiMenor investimento, mas com altos custos operacionais e origina umapoluição 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
OtimizaçãoNumérica
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
Adding unique cyclonic recirculation systems
See Hurricane & ReCyclone in 3D action
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03Click here for 3D animation
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
ReCyclone EHPara recuperar ácido Sulfanilico
• Filtro de mangas 99.0%
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 disponivelpara 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 | 356ºFVazão 18000m3/h | 10594 ACFMUmidade no gás 8% (v/v)
Caso Real → Caldeira de biomassaCaracterística → Caldeira de 4MW
Combustível Cavaco de madeiraPSD Mediana (Base Volume ) 11µmConcentração 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 sãodispostos verticalmente para reduzir o espaço necessário. Usualmente inclui a estruturametálica, isolamento térmico , tubulação, ventilador de recirculação e painel de controle.
Limitações ao usodos ciclones ACS
LIMITAÇÕES
• Concentrações de particuladomuito elevadas na entrada do Sistema.
• Curva granulométrica muitoapertada.
• Má combustão na caldeira e altaformação de fuligem (negro de fumo) extremamente fina.
• Presença significativa de clorona biomassa.
Aplicações naIndústria de cimento
Advanced Cyclone Systems | www.acsystems.pt
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
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 até50g/Nm3.
• Grandes variações de vazãodevido a instabilidade do forno.
Problemas:
• Alto custo investimento
•Alto custo operacional
•Aumento dramático de emissões
caso apresente problemas nas
mangas.
Heat Exchanger
Projeto→ Aumentar produção do forno . Colocar 4 Modulos ReCyclone Modules para 75.000m3/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/m3N)
Heat Exchanger
Estudo de caso no Brasil(Caldeira de biomassa)
• TechnologiaReCyclone MH
• Aplicação :Controle de emissões numacaldeira 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 alternativaEP ou Filtro de mangas)
Combio Energia | Brazil | 2016
Votorantim Metais Três Marias ( NEXA)
Caldeira de Biomassa 6 MW
Estudode caso
• Tecnologia
Hurricane MKi
• Aplicação
Controle de emissões numacaldeira de biomassa queimandocavaco de eucalipto
• Dimensões
40 203m3/h a 170ºC
• Garantia de emissões•
<65mg/Nm3 seco
Bremer | Brasil | 2018
Hurricane Mki
CaseStudy
Ciclones de Alta Eficiência
Obrigado