Ciclones de Alta Eficiência. Quebra de um...

of 24 /24
Ciclones de Alta Eficiência. Quebra de um paradigma. Controle de Emissões

Embed Size (px)

Transcript of 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

    6/6/2019 www.acsystems.pt 2

    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.

    www.acsystems.pt6/6/2019 3

    • 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 ambiente

    EC 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 melhorara 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

    6/6/2019 www.acsystems.pt 4

  • 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.

    6/6/2019 www.acsystems.pt 6

  • 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

    H

    sh

    Db

    De

    a

    b

    D

    6/6/2019 www.acsystems.pt 9

    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

    6/6/2019 www.acsystems.pt 10

  • 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.

    6/6/2019 www.acsystems.pt 11

    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

    6/6/2019 www.acsystems.pt 12

    03

  • Otimização da eficiência dos ciclones

    Desenho do melhor ciclone para cada aplicação

    6/6/2019 www.acsystems.pt 13

    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

    6/6/2019 www.acsystems.pt 14

    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

    6/6/2019 www.acsystems.pt 15

  • Ciclones ACS reduzem substancialmente a emissão global

    6/6/2019 www.acsystems.pt 16

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

    Hurricane Cyclones ReCyclone MH ReCyclone EH

    6/6/2019 www.acsystems.pt 17

    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

  • Advanced Cyclone Systems | www.acsystems.pt

    Duna-DrávaCement plant in Beremend (Heidelberg Cement)

  • Advanced Cyclone Systems | www.acsystems.pt

    Duna-DrávaCement 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.

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

  • Advanced Cyclone Systems | www.acsystems.pt

    Duna-DrávaCement plant in Beremend (Heidelberg Cement)

    Fig. 4 – Imagem do sistema Hurricane

    Fig. 3 – Arranjo geral do sistema de ciclones Hurricane

  • Ciclones de Alta Eficiência

    Obrigado