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 está

associada 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 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).

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

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