Sistemas de controlo da poluição atmosférica

Poluentes do AR mais comunsPoluentes do AR mais comuns

�Dióxido de Enxofre (SO2);�Óxidos de Azoto (NO2 e NO);�Ozono (O3);�Metano (CH4)�Compostos Orgânicos Voláteis (COV);�Óxidos de Carbono (CO e CO2);�Partículas (TSP, PM10, PM2.5).

Medidas e estratégias de Medidas e estratégias de protecção do ARprotecção do AR

� Preventivas

� Curativas

PreventivasPreventivas� Altura adequada das chaminés de indústrias, em função

das condições de dispersão dos poluentes

� Uso de matérias primas e combustíveis que resultem em resíduos gasosos menos poluidores

� Melhoria da combustão: quanto mais completa a combustão, menor a emissão de poluentes

� Uso de combustíveis menos poluidores, o gás natural por exemplo

� Instalação de filtros nas chaminés

� Tratamento de resíduos químicos

CurativasCurativas

Principais Sistemas para Controlo da Poluição do AR

� Gases

� Partículas

Visibilidade Olho nu Microscópio Ultra-microscopioDiâmetro dapartícula em microns (µ) 1000 100 10 1 0,1 0,01

Intervalo de tamanhoda partícula

Aerossóis naAtmosfera

Tipo de aplicaçõesde sistemas de aspiraçãoe/ou limpeza de gasespoluídos

Filtro electrostático

Ciclones

Separadores via húmida

Filtro de fibra ou papel

Filtro tecido

Chuva Chuva fina Nevoeiro Névoa

Névoa de oleo e de emulsão de oleo

Fumos de Soldadura

Fumo de Tabaco

Partículas de Fundição

Pólen

Pó de Metalurgia

Bactérias

Factores que afectam Custo/ Factores que afectam Custo/ Eficácia/ Complexidade de SepararEficácia/ Complexidade de Separar

� Caudal� Tamanho peso e forma das partículas

� Velocidade� Viscosidade� Temperatura e pressão

� Concentração de partículas� Nível de humidade

� Tempo de residência� Solubilidade e pH

Tipos de Poluição AtmosféricaTipos de Poluição Atmosférica

� Partículas

� Gases

3 tipos de controlo

Mecânicos

Químicos

Biológicos

PartículasPartículas� As PM10 (partículas com diâmetro ≤ 10µm) são o

poluente que suscita maiores preocupações, estando a sua acção relacionada com todos os tipos de problemas de saúde, desde a irritação nasal, tosse, até à bronquite, asma e mesmo a morte. A fracção mais fina destas partículas pode penetrar profundamente nos pulmões e atingir os alvéolos pulmonares. Estas, penetram muito facilmente no interior dos edifícios.

Exemplos :Processamento de MadeiraFumos de soldaduraPedreirasCentrais eléctricas de CarvãoEtc.

Partículas

Controlo de PartículasControlo de Partículas MecânicoMecânico

� Ciclones

� Filtros de Mangas/Cartuchos� Lavador

�Chuveiro�Venturi

� Precipitador Electrostático

Partículas

CiclonesCiclones

� Mais comuns

� Mais Baratos� Mais adaptáveis

Partículas

CiclonesCiclonesCiclones de alta eficácia

O Ciclone é um equipamento no qual utilizamos as forças centrífugas para separar os materiais sólidos da corrente gasosa.

Dependendo da velocidade da entrada dos gases e do diâmetro do Ciclone obtemos a aceleração centrífuga de centenas até milhares de vezes superior à aceleração gravitacional.

O uso de Ciclone é, predominantemente, destinado à pré-separação dos materiais.

Exemplo : Caldeiras, Incineradores, Secadores e Moinhos

Partículas

Sobre os filtros de MangasSobre os filtros de Mangas

� Eficiência: � >99.5% para <1 um diâmetro� >99.8% para >5 um diâmetro� Materiais (tecido filtrante):� 1. Fibras Natural (algodão & lã)� Temperatura limite: 80 ºC� 2. Sintéticas (acetatos, acrílicos, etc.)

Temperatura limite: 160 ºC� 3. Fibra de vidro� Temperatura limite: 260 ºC

Partículas

Filtros de MangasFiltros de Mangas

� Mesmo princípio do aspirador doméstico� Tecido filtrante varia em função das características da

emissão gasosas com partículas

Partículas

Sigla Material Nome Comercial

Temp. Trab. H20 O2 SO2 NO2 Alcalis Solventes

PP Polipropileno - 90ºC B B B B B F PA Poliamida Nylon 110ºC F B F B B M AC Poliacrilonitrila

copolímero Acrilico 110ºC M B F M F B

DT Poliacrilonitrila homopolímero

Dralon T 120ºC B B F M F B

PE Poliéster - 150ºC F B F B F B NO m-Aramida Nomex 180ºC F M F B F B PPS Polifenilsulfeto Rylon, Procon 190ºC B F M F B B PI Poliimida

aromática P84 240ºC M F F F B B

PTFE Politetra-fluoretileno

Teflon 250ºC B B B B B B

B – resiste bem M – resistência moderada F – baixa resistência

FiltrosFiltros de de mangasmangasPartículas

Filtros Filtros viavia --húmidahúmida ou lavadores ou lavadores de gasesde gases� Spray towers� Packed beds� Bubble or plate towers� Venturi scrubbers

� Filtros via-húmida são compactos, admitem caudais inflamáveis ou explosivos, mas produzem lamas.

� Altas eficiências são possíveis para partículas > 1 µm

Partículas

FiltrosFiltros viavia --húmidahúmida ouou lavadoreslavadoresde gasesde gases

� Aplicações:� 1. Partículas pegajosas, húmidas,

corrosivas ou liquidas�Exemplos: galvanizações, cromagem,

pintura, etc

� 2. Partículas Explosivas ou combustíveis� 3. Remove simultaneamente

partículas/gás

Partículas

Precipitador ElectrostáticoPrecipitador Electrostático

� Alta Eficiência na captação de pequenas partículas

� Capaz de lidar com grande fluxo de ar� Ou pode ser muito pequeno (Smoke

Eaters para bares e restaurantes)

Partículas

PrecipitadoresPrecipitadores ElectrostaticosElectrostaticos

� Filtros electroestáticos têm elevados custos de investimento.

� As partículas não podem ser combustíveis.

Os filamentos tem carga negativa. As partículas atravessam o campo eléctrico e depositam-se nas placas com carga eléctrica oposta.

Alta voltagem interna, até 100,000 volts

Partículas

Controlo de poluentes GasososControlo de poluentes Gasosos

� Poluentes de interesse:

�Compostos Orgânicos Voláteis (COV’s)�Óxidos de Nitrogénio (NOx)

�Óxidos de Enxofre (SOx)

Gases

Exemplos :Processos de Revestimento de superfíciesImprensaCombustão (caldeiras)Lavagem a secoetc.

Técnicas de Controlo Emissões Técnicas de Controlo Emissões GasosasGasosas

� Absorção� Adsorção� Oxidação� Redução

Gases

AbsorçãoAbsorção

� Aplicação Principal: gases inorgânicos� Exemplo: SO2

� Transferência do gás para o líquido

� O contaminante é dissolvido no líquido

� O Líquido tem que ser tratado

� SOx forma ácido Sulfúrico quando em contacto com humidade do ar formado chuvas ácidas.

� Removido da emissão gasosa por reacção química com calcário

Gases

AdsorçãoAdsorção

� Aplicação principal: gases orgânicos � Exemplo: trichloroethylene

� Transferência do gás para um sólido

� O Contaminante fica ‘ligado’ ao sólido

� O Adsorvente pode ser regenerado

Gases

OxidaçãoOxidação

Oxidação Térmica� Direct flame� Thermal regenerative� Thermal recuperative

Oxidação Catalítica� Fluidized bed� Fixed bed� Precious metal

Aplicação : gases orgânicosAplicação : gases orgânicos

Temperatura de operação: 700 Temperatura de operação: 700 -- 1300 1300 oCoC

Aplicação: gases orgânicosAplicação: gases orgânicos

Temperatura de operação: 250 Temperatura de operação: 250 -- 425 425 oCoC

AplicaçãoAplicação : : controlocontrolo de de NOxNOx

Gases

Oxidação Térmica não Oxidação Térmica não -- catalíticacatalítica

Gases

Controle de Efluentes GasososControle de Efluentes Gasosos

� Para reduzir as emissões de NOx dos Queimadores:�Ruptura de NOx em O2 e N2 com um

catalisador.

�NOx na emissão gasosa é decomposto em inofensivo nitrogénio (N2) e vapor de água (H2O) usando-se amónia (NH3) como agente.

Gases

Oxidação Térmica catalíticaOxidação Térmica catalítica

Gases

Método BiológicoMétodo Biológico

� Uso de bactérias naturais (microrganismos) para reduzir os COV’s.

� Esses microrganismos crescem em meios húmidos e o gás sujo passa por elas.

� Após a oxidação dos compostos orgânicos, o resultado é CO2 e H2O.

Gases

Um filtro Biológico para Um filtro Biológico para remoção de remoção de COV’sCOV’s

Gases

ResumoResumo

x

x

x

x

COV

xxColectores mecânicos e inerciais

xTecnologias de pós-combustão

xxLavagem (scrubbing)

xElectrofiltração

xFiltração

Condensação

Absorção

Adsorção

Incineração (térmica catalítica)

PartículasNOxSOxTecnologia