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

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Duna-DrávaCement plant in Beremend (Heidelberg Cement)

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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)

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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

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Obrigado