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ARTIGO "Controle das emissões atmosféricas da combustão de biomassa" PALAVRAS-CHAVES: Combustão, Biomassa, Cogeração de Energia, Filtros de Mangas, Emissões Atmosféricas. REFERÊNCIA: Artigo apresentado como Palestra na Universidade de Caxias do Sul / RS (UCS) em 22/10/2008. BIBLIOGRAFIA: 1 Apresentação Geração distribuída: Pequenas Termelétricas a biomassa”, Lora, E.S. Seminário Estadual O Futuro da Energia , AMDA, 26/08/2005. http://www.nest.unifei.edu.br/portugues/Downloads/Files/GD%20-%20AMDA.pdf 2 “Apresentação Motores Stirling utilizando biomassa como combustível”, Lora, E.S. Curso motores Stirling 25/01/2006. http://www.nest.unifei.edu.br/portugues/Downloads/Files/Biomass%20Stirling.pdf 3 “Estudo comparativo entre sílica obtida por lixívia ácida da casca de arroz e sílica obtida por tratamento térmico da cinza de casca de arroz”; Della, Viana P. et al.: Química Nova, Vol.29, n o 6, 2006 4 “Combustíveis e combustão industrial”; Garcia, Roberto, RJ: Interciência, 2002 5 “Casca: agregando valor”; Amato, Gilberto W.; RS: Artigo CASCA 50810 http://www.irga.rs.gov.br/arquivos/20050815133443.pdf 6 “Resolução Conama 382 de 2006” http://www6.ufrgs.br/sga/res38206.pdf 7 “Prevenção e Controle da poluição nos Setores Energético, Industrial e de Transporte”; Lora, Electo E.S., Brasília, DF: ANEEL, 2000. 8 “Engenharia de ventilação industrial”; Mesquita, Armando Luis de Souza, SP, SP: Edgard Blücher, CETESB, 1977 9 Diagnose de Filtros de Mangas”; Pacheco, Tito de A.; Revista Meio Filtrante n o 26, Maio de 2007 http://www.vortexindustrial.com.br/media//DIR_25601/8c335c1fc40cf9dffff8353ffffd524.pdf 10 “Controle Avançado de Filtros de Mangas”; Pacheco, Tito de A.; Revista Meio Filtrante n o 25, Março de 2007 http://www.vortexindustrial.com.br/media//DIR_25601/8c335c1fc40cf9dffff8354ffffd524.pdf 11 "Como reduzir o custo das mangas em um filtro"; Pacheco, Tito de A.; Anais do 5 o Congresso Brasileiro de Cimento - SBC - São Paulo, Novembro de 1999. Publicado na Revista Química & Derivados n o 407, Agosto de 2002. http://www.vortexindustrial.com.br/media//DIR_25601/8c335c1fc40cf9dffff834cffffd524.pdf O AUTOR: Eng. Químico especializado em Sistemas de Controle da Poluição Atmosférica Industrial, bem como, P&D em Eficiência Industrial por Reaproveitamento de Energia e Reprocessamento de Subprodutos e Rejeitos fabris. Diretor Técnico da Vortex Consultoria Industrial Ltda. / Porto Alegre – RS. Contatos por [email protected] – (51) 3737 3760

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ARTIGO "Controle das emissões atmosféricas da combustão de biomassa" PALAVRAS-CHAVES: Combustão, Biomassa, Cogeração de Energia, Filtros de Mangas, Emissões Atmosféricas. REFERÊNCIA: Artigo apresentado como Palestra na Universidade de Caxias do Sul / RS (UCS) em 22/10/2008. BIBLIOGRAFIA: 1 “Apresentação Geração distribuída: Pequenas Termelétricas a biomassa”, Lora, E.S. Seminário

Estadual O Futuro da Energia , AMDA, 26/08/2005. http://www.nest.unifei.edu.br/portugues/Downloads/Files/GD%20-%20AMDA.pdf

2 “Apresentação Motores Stirling utilizando biomassa como combustível”, Lora, E.S. Curso motores Stirling 25/01/2006. http://www.nest.unifei.edu.br/portugues/Downloads/Files/Biomass%20Stirling.pdf

3 “Estudo comparativo entre sílica obtida por lixívia ácida da casca de arroz e sílica obtida por tratamento térmico da cinza de casca de arroz”; Della, Viana P. et al.: Química Nova, Vol.29, no6, 2006

4 “Combustíveis e combustão industrial”; Garcia, Roberto, RJ: Interciência, 2002

5 “Casca: agregando valor”; Amato, Gilberto W.; RS: Artigo CASCA 50810 http://www.irga.rs.gov.br/arquivos/20050815133443.pdf

6 “Resolução Conama 382 de 2006” http://www6.ufrgs.br/sga/res38206.pdf

7 “Prevenção e Controle da poluição nos Setores Energético, Industrial e de Transporte”; Lora, Electo E.S., Brasília, DF: ANEEL, 2000.

8 “Engenharia de ventilação industrial”; Mesquita, Armando Luis de Souza, SP, SP: Edgard Blücher, CETESB, 1977

9 “Diagnose de Filtros de Mangas”; Pacheco, Tito de A.; Revista Meio Filtrante no26, Maio de 2007 http://www.vortexindustrial.com.br/media//DIR_25601/8c335c1fc40cf9dffff8353ffffd524.pdf

10 “Controle Avançado de Filtros de Mangas”; Pacheco, Tito de A.; Revista Meio Filtrante no25, Março de 2007 http://www.vortexindustrial.com.br/media//DIR_25601/8c335c1fc40cf9dffff8354ffffd524.pdf

11 "Como reduzir o custo das mangas em um filtro"; Pacheco, Tito de A.; Anais do 5o Congresso Brasileiro de Cimento - SBC - São Paulo, Novembro de 1999. Publicado na Revista Química & Derivados no407, Agosto de 2002. http://www.vortexindustrial.com.br/media//DIR_25601/8c335c1fc40cf9dffff834cffffd524.pdf

O AUTOR: Eng. Químico especializado em Sistemas de Controle da Poluição Atmosférica Industrial, bem como, P&D em Eficiência Industrial por Reaproveitamento de Energia e Reprocessamento de Subprodutos e Rejeitos fabris. Diretor Técnico da Vortex Consultoria Industrial Ltda. / Porto Alegre – RS. Contatos por [email protected] – (51) 3737 3760

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"Controle das emissões atmosféricas da combustão de biomassa"

Por Engenheiro Químico Tito de Almeida Pacheco / Vortex Consultoria Industrial Ltda. CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA

A queima de biomassa tem se tornado cada vez mais corriqueira no agronegócio brasileiro, não apenas pelos incentivos governamentais, financiamentos, créditos de carbono, mas também pela viabilidade de implementação de pequenas centrais de cogeração de energia elétrica. Neste ínterim, reprocessamento do rejeito biológico da indústria, em vez de custos, torna-se uma fonte econômica de obtenção de energia.

Dentre suas principais vantagens é possível enumerar: Fonte renovável de energia que substitui Fontes não renováveis, vide Tab.1_coluna 1. Reduzidas emissões de SOx e NOx, devido ao menor teor de enxofre e nitrogênio nas moléculas

de biomassa, quando comparado aos combustíveis de origem fóssil. Reduzida emissão de CO devido a tecnologias de queima mais eficazes, como, por exemplo, leito

fluidizado ou pré-gaseificação antes da queima final; Redução significa do custo de transporte e de armazenagem devido a enorme diferença entre os

volumes de biomassa e de sua cinza, vide Tab.1_coluna 2. Além do desenvolvimento da indústria nacional de fabricantes, as plantas de cogeração possuem

um reduzido prazo de instalação (1 a 2 anos), apresentando igualmente um reduzido prazo de “payback”, o que estimula os investimentos neste segmento.

Dados da Biomassa4 Gases de combustão, conforme

Simulador de Filtração Industrial PROTEUS

1 Barril de petróleo (138Kg) equivale a

1 m3 equivale a

Vazão*, Nm3/h

Umidade,%volume

Pto.Orv.Ác.**, oC

Emissão de Particulado

1,249 ton de Bagaço + Palha (37%peso H2O)

112 / 140 Kg 6812 22 0 3,67 g/Nm3

0,495 ton de Casca de arroz5 (11%peso H2O)

120 / 140 Kg 2145 16 111 a 125 32,2 g/Nm3

0,440 ton de Lenha de Eucalipto (30%peso H2O)

477 Kg

2375 19 125 a 139 1,47 g/Nm3

0,204ton de Carvão de Eucalipto (7,2%peso H2O)

270 / 440 Kg 1669 7 116 a 132 3,30 g/Nm3

Tab.1: Caracterização da combustão estequiométrica e completa das principais biomassas utilizadas no Brasil.

Observações: * Vazão nas condições CNTP (1atm, 0oC, nível do mar, gás seco). ** Ponto de orvalho ácido de H2SO4

para conversão de 1 a 5%volume SO3/SO2.

Dentre os inúmeros processos citados na bibliografia1 para conversão de biomassa em eletricidade, podemos citar aqueles obtidos pela queima direta através do trio “Caldeira + Turbina à Vapor + Gerador” ou através da dupla “Motor Stirling + Gerador”2, aqueles obtidos por motor de combustão interna (a partir da queima de biodiesel, álcool, gás de gaseificação da biomassa) e ainda aqueles obtidos por gaseificação associada a Microturbina a gás diretamente.

Contudo, como a combustão não é completa na maioria destes processos, dentre eles o de

casca3, o teor de particulado tende a ser superior ao limite ótimo informado na Tab.1, devido a contabilização de carvão e outros tipos de não-combustos em meio às cinzas.

Como iniciativas de P & D no desenvolvimento de tecnologias nacionais para melhoria desta

eficiência de queima da biomassa, temos a Cientec com sua planta-piloto de Caldeira por leito fluidizável multicombustível, vide Fig.1, e o NEST com sua planta-piloto de Gaseificador de bagaço de cana por leito fluidizável acoplado a Microturbina a gás, vide Fig.2.

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Uma característica do processo da queima de biomassa é a possibilidade de formação de “Blue-Haze”, o qual é constituído de hidrocarbonetos voláteis que são emitidos pela chaminé na forma gasosa e chegam a se condensar na forma de névoa líquida e/ou fumaça (particulado) alguns metros acima da chaminé devido ao resfriamento com o ar ambiente, vide Fig.3.

Fig.3.: Emissão de Blue-haze numa chaminé do processo parboilização de arroz através de queima de casca em forno rotativo. Fonte: Vortex Consultoria.

Como a maioria da biomassa possui uma constituição similar a da madeira foi possível identificar que, no mínimo, o Blue-Haze é uma mistura de Licor Pirolenhoso com Gases não-condensáveis4, conforme a Fig.4. Contudo, ainda pode haver outros tipos de substâncias provenientes da combustão incompleta desta mistura.

Fig.1: Planta-piloto CIENTEC na CGTEE / Charqueadas-RS

Fig.2: Planta-piloto NEST na Universidade Federal de Itajubá-MG

Blue-haze condensado

Blue-haze como gás

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LEGISLAÇÃO

Lembrando que os limites de emissões definidos pela legislação municipal são menores ou iguais aos definidos pela legislação estadual, valendo o mesmo dessa em relação à Legislação Federal, temos a Resolução Conama6 382 de 2006 como a principal norma reguladora nacional para os níveis de emissões atmosféricas de alguns processos industriais, vide Tab.2.

MW

Particulado SOx expresso como SO2 NOx expresso como NO2

Óleo 3% O2

B.Cana 8% O2

Madeira8% O2

Óleo 3% O2

B.Cana 8% O2

Madeira8% O2

Óleo 3% O2

B.Cana 8% O2

Madeira8% O2

< 10 300 280 730 2700 -- -- 1600 -- --

10 - 30 250 230 520 2700 -- -- 1000 350 650

30 - 70 250 230 260 2700 -- -- 1000 350 650

> 70 100 200 130 1800 -- -- 1000 350 650

Tab.2: Comparativo entre os Limites de Emissão em mg/Nm3 de óleo e biomassa conforme a Potência do combustor de acordo com a Resolução Conama 382 de 2006. (SOx = SO2+SO3 e NOx = NO+NO2)

Tendo em vista que uma simples admissão de ar-falso antes do ventilador poderia reduzir a

concentração de poluente na chaminé, cada limite possui o teor de oxigênio (Oreferência) referente ao qual a concentração medida (Cmedida) deve ser corrigida para gerar então a concentração de referência (Creferência), a qual, por sua vez, é aquela que é comparada com o Limite de Emissão. Isso é feito conforme a equação abaixo, onde Omedido é a concentração de oxigênio medida na chaminé:

Além disso, quando existem mais de uma fonte emissora de poluentes, mas somente uma

chaminé, foi definida pela Resolução Conama 382 a fórmula para cálculo do novo limite de emissão, aplicável a esta única chaminé, chamado de Limite de Emissão Resultante, o qual é a média ponderada dos limites individuais (Tab.2) em função da potência da fonte de combustão respectiva.

Contudo, tendo em vista que o Estado do Rio Grande do Sul não possui ainda uma Legislação específica para regulamentação mais detalhada das emissões para cada processo industrial são adotados limites inspirados na Legislação Paulista e Paranaense, entre outras legislações, como critérios mais restritivos que o Conama, conforme cada caso.

medidamedido

referênciareferência C

O

OC *

21

21

3

1

1tan

/:

:

:

*

NmmgLE

MWPotência

Onde

Potência

LEPotênciaLE N

ii

N

iii

teresul

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Em geral, foi identificado consenso entre todas as Agências Ambientais Estaduais a adoção de um teor de oxigênio menor na correção da concentração medida quando a fonte poluidora está situada dentro de centros urbanos, do que quando ela está situada em região rupestre.

Desta forma, na Tabela 3 temos alguns valores usualmente adotados pela Fepam e outros valores

médios adotados na prática pelas Agências Ambientais dos demais Estados para alguns processos industriais, conforme verificado pela Vortex nos últimos 6 anos de atuação na readequação de Plantas de Despoeiramento ineficientes.

Limites de emissão usuais da FEPAM

Limites de emissão médios Nacionais

Processo Fabril Emissão, mg/Nm3 Processo Fabril Emissão, mg/Nm3 Pó de grãos 70 Madeira, Couro, Papel 100 a 150

Fundições 50 Secadores, Têxtil,

Borracha 50 a 100

Chumbo

5 a 10

Metalúrgica, Cerâmica, Alumínio, Cimento,

Siderúrgica, Processos de Combustão

20 a 50

Queima Biomassa 70 Chumbo, Bateria 1 a 10

Termoelétrica

50 Defensivos, Química

Fina

< 1

Tab.3: Limites de Emissão atmosférica tipicamente adotados no RS e nos demais Estados.

Como sempre, a Agência Ambiental Estadual ou Municipal sempre detém a autoridade de definir algum limite de emissão de poluente atmosférico menor que o da Legislação em vigor, desde que, tecnicamente justificável e tecnologicamente viável. Portanto, os Limites da Tab.3 são apenas os mais comuns estatisticamente falando. Em geral, a Fepam adota de 6% a 8%volume como oxigênio de referência.

Conforme o Conama 382 de 2006 não há limites para emissão de Blue-Haze, sendo identificados somente os hidrocarbonetos voláteis com ponto de ebulição até 130oC, identificados como VOC (Compostos Orgânicos Voláteis). CONTROLE DA EMISSÃO DA COMBUSTÃO DE BIOMASSA - CICLONES

Usualmente, o controle das emissões é feito através de ciclones, multiciclones ou filtros de mangas. Salvo raras exceções, na prática, os ciclones possuem uma eficiência muito menor que as teóricas informadas na bibliografia7. Uma das causas disso é a não completa caracterização do sistema de geração de particulado para obtenção das variáveis de projeto antes da sua aquisição, fabricação e posta em marcha, vide Tab.4.

Isso porquê, conforme verificado em vários serviços de Auditoria e Caracterização de Sistemas de

Despoeiramento realizados pela Vortex, os Fabricantes projetaram os ciclones com base na experiência, sem obter as informações reais do sistema específico, pois, na maioria dos casos, o usuário (Cliente) não quis investir numa caracterização adequada de seu sistema antes de solicitar e aprovar o orçamento do mesmo. Noutras vezes nenhuma das partes cogita este pré-investimento. Ciclones Multiciclones Variáveis para projeto de ciclones

Emissão > 50mg/Nm3 50mg/Nm3 Partículas Densidade, granulometria. Perda de carga < 100mmCA < 70mmCA Gás Viscosidade, densidade e

vazão. Partículas* > 50 m > 30 m Gás** Pressão, temperatura e peso

molecular.

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Tab.4: dados práticos encontrados nas auditorias ambientais da Vortex. Observações: * Tamanho mínimo de partícula passível de retenção. **Quando o tamanho das partículas está próximo do livre percurso médio é necessário considerar mais variáveis sobre as condições gasosas.

Alteração8 Perda de carga Eficiência de retenção Aumento de a*b Aumento de A/d --- , até A/d=1, acima disso, reduz. Aumento de D/d --- , até D/d=3, acima disso, reduz. Aumento de H , pouco , pois aumenta o número de ciclotrons.

Aumento, vin (m/s) , até a ocorrência de turbulência, após isso, diminui. Aumento D --- Aumento d

Tab.5: Análise das influências. Perda de Carga (mmCA), Eficiência (%), vin velocidade de entrada (m/s).

Fig.5: Principais dimensionais de um ciclone.

Muitos fabricantes de ciclones e usuários de sistemas de despoeiramento por ciclones questionam como é possível aumentar a sua performance, tendo em vista que é um equipamento estático, sem regulagens.

Na Fig.5 são apresentadas as principais medidas que caracterizam o dimensional de um ciclone. A alteração8 destes dimensionais é comentada na Tab.5, onde é informada a influência desta alteração no aumento ou diminuição da variável de performance (perda de carga ou rendimento de captação de partículas).

Ao contrário dos filtros de mangas, existe farta bibliografia sobre ciclones, de sorte que cálculos de

perda de carga e eficiência podem ser facilmente realizados. Em geral, quanto mais se aumenta a velocidade de entrada (vazão), maior será a eficiência de coleta do ciclone, contudo, existe uma velocidade (vazão) acima da qual o particulado não decanta e é arrastado para saída do ciclone. Ela é calculada com base na Velocidade de Salto. Maiores detalhes sobre este fenômeno serão abordados num próximo artigo. CONTROLE DA EMISSÃO DA COMBUSTÃO DE BIOMASSA – FILTROS DE MANGAS

Os Filtros de Mangas (FM) com a tecnologia de limpeza jato-pulsante apresentam largas vantagens em relação aos ciclones. Como eles são reguláveis, suas capacidades de retenção de

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partículas podem ser aprimoradas. Além disso, eles absorvem perturbações nos valores das Variáveis de Projeto, mantendo a mesma eficiência de retenção, somente variando a perda de carga.

Fig.6: Critérios técnicos para escolha do método de limpeza jato pulsante. (Fonte: Manual Vortex de Projeto de Filtros de Mangas)

Na Fig.6 é possível observar dois mecanismos de captura de partículas através do uso de não-

tecidos agulhados como elementos filtrantes (mangas). À esquerda, impactação, que viabiliza filtros com limpeza on-line e à direita, adsorção física, que viabiliza filtros com limpeza off-line ou híbrida. Na limpeza on-line a velocidade ascendente dos gases se contrapõe à velocidade terminal das partículas.

Contudo, quando esta velocidade terminal é por demais reduzida, devido a uma baixa densidade absoluta e/ou granulometria, então se faz necessário coibir a velocidade ascendente ou ainda revertê-la, como no caso do filtro com limpeza híbrida.

Na Tab.6 é possível conhecer a diferença entre uma tecnologia usual e outra de alta performance

em se tratando de Filtros de Mangas. Obviamente o que difere um de outro não é apenas a especificação das mangas filtrantes, mas em essência, um conjunto de critérios de projeto que abrangem, no mínimo, as Variáveis de Projeto citadas. Usual Alta performance Variáveis para projeto de Filtros de Mangas

Emissão < 50 mg/Nm3 5 mg/Nm3 Partículas Densidade Absoluta, Densidade Aparente, Granulometria, composição química, forma.

Perda de carga < 170mmCA < 120mmCA Gás Vazão, temperatura, composição química, concentração de partículas.

Partículas* > 30 m > 5 m Processo Faixa de variação das variáveis acima com o tempo em função do processo de geração de pó.

Tab.6: dados práticos encontrados nas auditorias ambientais da Vortex.

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A emissão de Blue-Haze é um problema típico do despoeiramento da queima de biomassa, principalmente quando, o tempo de residência dos gases na fornalha ou caldeira é curto. Estes orgânicos voláteis atravessam as mangas na forma gasosa, vindo a se condensar como licor (óleo) ou sólidos (partículas) após a chaminé. Dependendo da temperatura dos gases, estas condensações podem até acontecer no plenum do filtro, mesmo estando as mangas completamente isentas de contaminação na face limpa. O alcatrão é um tipo de Blue-Haze, como, por exemplo, num processo de coqueificação.

Afora isso, a maioria dos problemas que venham a prejudicar a performance de Filtros de Mangas para combustão de Biomassa segue a mesma lógica dos problemas para os demais processos de filtração.

Ao longo de mais de 1800 análises laboratoriais de mangas filtrantes, foi observado que mais de 60% dos problemas que acontecem com filtro de mangas são danos mecânicos nestas mangas. Contudo, sob o ponto de vista dimensional do equipamento, na medida em que ele afeta as condições operacionais do FM, foi possível estabelecer a análise de influências similar ao caso do ciclone, vide Tab.7.

Alteração Perda de carga Eficiência de retenção

Aumento da Relação Ar-Pano , exponencialmente! , pois o pó tende a atravessar a manga pelo excesso de perda de carga.

Falta de Limpeza , pois aumenta a concentração média de pó nas mangas.

, pois aumenta a pré-capa de filtração.

Excesso de Limpeza , na medida em que o pó atravessa a manga.

, pois quebra a pré-capa de limpeza, levando o pó a atravessar a manga.

Redução da permeabilidade ou porosidade das mangas

, pois aumenta a resistência à passagem do ar.

, pois substitui parcialmente a pré-capa de filtração.

Aumento da concentração de pó

, pois aumenta a concentração média de pó nas mangas.

, pois aumenta a pré-capa de filtração.

Diminuição da granulometria das partículas

, pois aumenta a concentração média de pó nas mangas.

, pois o pó tende a atravessar a manga pelo excesso de perda de carga.

Aumento da Temperatura gasosa

, pois aumenta a viscosidade gasosa.

---

Aumento da Velocidade Ascendente

, pois diminui a taxa de decantação das partículas finas.

, desde que as partículas se aglomerem na superfície das mangas, senão diminui.

Tab.7: Análise das influências. Perda de Carga (mmCA) e Eficiência (%) em Filtros de Mangas.

Além disso, os filtros de Mangas ainda podem falhar pela má distribuição do particulado em seu interior, pela ineficácia de descarga do particulado, pelo ataque químico, térmico ou abrasivo das mangas9.

Observe que o número de Variáveis de Projeto de um Filtro de Mangas é de longe superior ao de ciclones. Além disso, várias variáveis interagem entre si, gerando uma dinâmica complexa de difícil previsão. Esta é a causa de, não obstante serem de construção simples, os FM possuírem muitos detalhes específicos para cada tipo de processo industrial. Inclusive, conforme verificado na prática, esta especificidade chega a ponto de uma mesma especificação de equipamento não funcionar em relação à outra, mesmo sendo idêntico o processo industrial, os valores das variáveis de projeto e as condições operacionais!

Por esta razão, os Fabricantes de Equipamentos possuem tanta dificuldade em adaptar sua tecnologia quando investem em outros segmentos industriais de despoeiramento. Em geral são necessários de 5 a 10 anos para o domínio completo destes detalhes que fazem a diferença entre performance e não performance do sistema de despoeiramento.

Principalmente na Região Sul, isso acontece porque a grande maioria dos projetos é baseada na prática, muitas vezes originada da cópia de outro fabricante mais antigo no Mercado, a qual é melhorada ao longo dos erros e tentativas.

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A carência de bibliografia especializada e atualizada sobre filtros de mangas, aliada a inexistência de colaboração entre Fabricantes, tem resultado que, na prática, mais de 50% dos equipamentos não atingem os Critérios Mínimos de Performance, os quais, muitas vezes inclusive, são ignorados pelos próprios usuários de Sistemas de Despoeiramento, as Indústrias, compradoras destes Sistemas. CRITÉRIOS MÍNIMOS DE PERFORMANCE – FILTROS DE MANGAS

O que se espera de um Filtro de Mangas sob o ponto de vista do Usuário e da Agência Ambiental pode ser resumido abaixo:

1) Emissão abaixo do Limite da Agência Ambiental (expresso em mg/Nm3);

2) Perda de Carga dentro da faixa de 10% do P de Projeto10 (expresso em mmCA);

3) Atendimento aos critérios acima por mais de 12 meses pelas mangas;

4) Descarga contínua de particulado, sem acúmulos ou travamentos;

5) Pressão sempre negativa em todas as coifas, ou seja, jamais pode escapar poeira delas.

A vida útil dos elementos filtrantes é de 1 a 2 anos para filtros com tecnologia de alta pressão de

limpeza (4,5 a 6 bar) e de 2 a 4 anos para filtros com tecnologia de baixa pressão de limpeza (1 a 2 bar). Quando se faz necessário trocar algumas mangas em menos de 12 meses, sem sombra de dúvida, trata-se de um Sistema problemático e passível de receber uma solução apropriada. DIRETRIZES NORTEADORAS DE PERFORMANCE

Resumindo o que já fora observado em mais de 3000 sistemas de filtração problemáticos analisados e resolvidos nestes últimos 10 anos nos mais variados processos industriais dos segmentos cimenteiro, alumínio, siderúrgico, fundição, cerâmico, metalúrgico, vidro, geração de energia, usina de asfalto, cereais, químico, etc., as soluções passíveis de implementação referente a Sistemas de Despoeiramento buscam resolver os seguintes tipos de falhas11:

a) Entupimento das mangas; b) Alta emissão de particulado; c) Falha na descarga de pó; d) Falha de captação de pó.

Como a maioria das falhas em sistemas de despoeiramento se manifestam em cascata, onde uma

gera outra, no final de contas, a última falha observada é alguma combinação dos tipos acima.

Por sua vez, os tipos de falhas possíveis possuem causas nas seguintes atividades:

I. Especificação da manga filtrante; II. Operação da Planta de Despoeiramento;

III. Manutenção da Planta de Despoeiramento; IV. Projeto da Planta de Despoeiramento.

A identificação exata do conjunto de causas primárias, aquelas que desencadearam o colapso do

sistema, dentro das atividades citadas acima, levou ao desenvolvimento de uma metodologia de diagnose analítica de FM e seus componentes associados.

Desta forma, em termos de Estado-da-Arte em diagnose e soluções de problemas de Sistemas de Despoeiramento foi possível elaborar e aplicar o método científico nestes mais de 3000 casos solucionados, o qual abrange o uso das seguintes ferramentas:

i. Análise Dinâmica de Processos11 (ADP); ii. Análise Laboratorial da manga e do particulado;

iii. Inspeção da planta parada (visita em campo);

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iv. Auditoria da planta em funcionamento (visita em campo).

Afora isso, foram identificadas quais eram as boas-práticas e os princípios fundamentais em controle de poluição atmosférica industrial por filtros de mangas, as quais são genericamente enunciadas a seguir: Por definição, a filtração por Filtros de Mangas é seca, ou seja, não podem acontecer

condensações nas mangas, seja de água, sejam de óleos. Quanto menor for a intensidade de limpeza, maior será a vida útil das mangas.

Na maioria das vezes é possível considerar irreversivelmente entupido um filtro que não é

capaz de baixar sua perda de carga em 125% daquela de projeto ao longo de mais de uma semana, mesmo após todas as regulagens possíveis.

Para evitar o entupimento precoce devido à Relação Ar-Pano Local elevada, trocar até 20%

das mangas de uma mesma câmara ou substituir 100% delas de uma vez só. Quando um filtro emite pó, isso deve ser detectado e corrigido o mais breve possível, pois o

sistema de limpeza jateia este pó para a face limpa e interna das demais mangas não danificadas, entupindo-as irreversivelmente em curto prazo.

Para evitar a perda de captação de pó, não podem existir entradas de ar-falso em locais não

previstos, como: portas, tampas, junções, flanges, etc. Quanto mais enclausurada a coifa for, menor será a vazão de despoeiramento necessária,

até o limite do mínimo necessário ao transporte pneumático do particulado. Todas as curvas devem ser suaves para evitar mudanças bruscas de direção e, por

conseguinte, elevada perda de carga.

Da mesma forma que os ciclones, a maioria dos projetos de filtros de mangas falham no orçamento. Pois, a pressão da concorrência, a pressa do cliente e sua recusa em investir num estudo para caracterização do sistema, leva ao fabricante “estimar” os valores de projeto, em vez de determiná-los por medições instrumentais e auditorias de engenharia química.

O presente artigo foi elaborado de modo a agregar um pouco da vivência em despoeiramento do dia-

a-dia e, de longe, esgota o assunto, mas, pelo menos, introduz o leitor à problemática e suas soluções no controle de poluição por combustão de biomassa, um processo que, cada vez mais, veremos implementado nas indústrias brasileiras.