Tecnologia de controle de emissões da GEA Lavador de Gases GEA para limpeza de exaustão

Descubra o mundo de Lavadores de Gases GEA para limpeza de gás de exaustão no setor de processamento

Os lavadores de gases são usados para a remoção de poeira em gases residuais saturados. A GEA desenvolveu depuradores especiais para diferentes aplicações: Depuradores de fluxo radial (RFS) são depuradores ajustáveis de alta eficiência desenvolvidos pela GEA especialmente para as condições na indústria de metais não ferrosos. Esse equipamento permite manter a queda da pressão necessária e, consequentemente, uma eficiência uniforme de lavagem, mesmo no caso de volumes de gás flutuantes. Na indústria do aço, o lavador de espaço anular está desempenhando a mesma função.

Princípio da coleta

A aceleração e a desaceleração do fluxo de gás e do líquido de lavagem atomizado produzem uma alta turbulência entre o gás, a poeira e as gotas de líquido. As partículas de pó ficam úmidas rapidamente, o que acelera as reações químicas. Um coletor posterior extrai as gotículas e o pó umedecido do fluxo de gás.

Os coletores geralmente são separadores centrífugos ou precipitadores eletrostáticos do tipo molhado. A eficiência da coleta e o consumo de energia dependem da queda de pressão ao longo do lavador, que pode variar de 2 mbar a 200 mbar ou mais. Isso corresponde a velocidades na área de lavagem de 20 até 100 m/s.

Os lavadores de gases com baixa queda de pressão são usados para o resfriamento de gás, o despoeiramento inicial e a absorção de impurezas gasosas.

 

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Visão geral

À procura de uma unidade flexível capaz de lidar com problemas de gás de emissão industrial, em 1950, foi desenvolvido um lavador de espaço anular ajustável que hoje está entre os lavadores de maior eficiência. Para lidar com tamanhos granulares de sólido e partículas de poeira líquida e concentrações de componentes gasosos em uma mistura de gases, praticamente não há limite mínimo para o lavador de espaço anular no que se refere à separação. Em princípio, os métodos de separação mecânica com líquido podem capturar partículas de pó dispersas e finas quando as forças de inércia aumentam pela velocidades do gás correspondentemente mais altas. No entanto, isso resulta em uma demanda alta evitável de energia no meio gasoso e aquoso. O desenvolvimento do lavador de espaço anular considerou a formação de correntes de interface centrais por meio de uma infinidade de pequenos turbilhões que favorece o processo de transferência devido ao movimento intenso de mistura. Todo tratamento mecânico sólido-líquido do sistema disperso requer uma exigência mínima de energia correspondente, que só pode ser abordada se os efeitos das forças de inércia e dos processos turbulentos de transferência forem utilizados simultaneamente. A coordenação correta da largura do espaço s (h) com o comprimento de 1 (h) é de importância decisiva. A principal característica do lavador de espaço anular é sua construção axial simétrica. Só as seções transversais circulares coaxiais permitem um funcionamento com uma exigência mínima de espaço de instalação. Essa construção oferece exclusivamente uma distribuição de água uniforme que se estende por todo o espaço e pode ser obtida por bicos pulverizadores grandes constantes e alinhados simetricamente com o eixo vertical.

Ajustabilidade do lavador de espaço anular

A modificação do espaço anular por movimento axial do cone garante um ajuste sensível do lavador às diferentes condições operacionais exigidas pelos processos industriais.

O diferencial de pressão estática antes e depois do lavador de espaço anular gera um critério exato, reprodutível e à prova de falhas quanto à eficiência da separação.

Nos casos em que os processos apresentem fluxos de gás constantes que possam variar temporariamente, os lavadores de espaço anular são equipados com atuadores eletromecânicos de ajuste manual.

Para fluxos de gás flutuantes para a limpeza de instalações, a pressão diferencial necessária para o grau de separação desejado é alimentada no loop de controle do lavador de espaço anular para fornecer um valor de ponto de controle predeterminado. As grandes exigências em sensibilidade e controle rápido são cumpridas preferivelmente por meio de atuadores eletro-hidráulicos automáticos.

Para a maioria das aplicações o lavador de gases de espaço anular é usado como equipamento de limpeza de gás e simultaneamente como unidade de controle para processos completos. Alguns exemplos são altos-fornos, conversores de oxigênio e usinas de incineração de resíduos.

 

 

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Visão geral

Os lavadores de gases de fluxo radial são lavadores ajustáveis de alta eficiência. A alimentação de gás bruto pode ser feita por cima ou por baixo. O líquido de lavagem é injetado por um bico central disposto anteriormente à zona de lavagem. A zona de lavagem é delimitada por dois anéis, um acima do outro. O gás e o líquido de lavagem entram por cima e passam pelo espaço entre esses anéis num fluxo radial, do centro em direção à carcaça externa do lavador. A velocidade relativa entre o gás e o líquido de lavagem, que é decisivo para a eficiência da lavagem, ocorre na seção transversal mais estreita da zona de lavagem. Ao elevar ou abaixar um anel, a seção transversal da zona de lavagem varia, permitindo que mesmo volumes de gás variantes mantenham uma velocidade de gás constante no espaço entre os anéis e uma queda de pressão constante na zona de lavagem. Assim, pode-se garantir uma eficiência de coleta definida. A pressão diferencial é o parâmetro de controle. Em muitas aplicações, os lavadores de fluxo radial se combinam com uma fase Venturi anterior para saturar e pré-desempoeirar o gás bruto. É comum haver um separador de gotículas acomodado no mesmo invólucro da zona de lavagem para evitar que as gotículas entrem no equipamento adiante. Vantagens: - Ajustando a zona de lavagem, é possível alterar o volume de gás numa proporção 1:10 e, ao mesmo tempo, manter uma queda de pressão constante. Esse recurso permite um ajuste ideal para modos de operação variáveis. É especialmente adequado para processos em batelada nos conversores. - É possível definir a eficiência de coleta do lavador de gases conforme a necessidade, independente de carga flutuante de gás bruto. - Como é possível ajustar os lavadores de fluxo radial conforme necessário para a respectiva eficiência de coleta, é possível operar o lavador numa pressão diferencial ideal, o que ajuda a poupar energia. - O projeto permite a acomodação de vários estágios de lavagem em um único recipiente, ou seja, uma combinação de lavador de fluxo radial e lavador tipo Venturi ou lavador de coluna de enchimento. - É possível configurar o fluxo de gás para alimentação superior ou inferior. Mesmo para substâncias críticas como As, Se ou Pb, consegue-se uma alta eficiência de coleta. - É possível lidar com altas temperaturas de admissão de até 800 °C pela combinação dos materiais adequados com um forro refratário. - Lurgi já construiu mais de 100 lavadores de gases de fluxo radiais, 40 dos quais usados na indústria metalúrgica de metais não ferrosos.

Características do lavador de gases de fluxo radial

Lavador de Gases-topo venturi

Versão com Venturi no topo (atenuação):

  • Forro refratário especial na interface entre as zonas de sólido-líquido
  • Sistema de água de emergência

Geral:

  • Controle automático da queda da pressão de gás
  • Eficiência constante de lavagem dos gases em taxas de fluxo de gás flutuantes (por exemplo: conversores de cobre)
  • Economia de energia pela seleção da queda de pressão de acordo com as condições do processo
  • Sistema de água de emergência
  • Baixo arraste de gotículas
 

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Lavador de gases de coluna vazia

Os lavadores de coluna vazia são usados como uma primeira fase na limpeza do gás com líquido para aplicações especiais, por exemplo, para gases quentes e corrosivos com altas cargas de pó, arsênio ou selênio, que ocorrem em alguns processos metalúrgicos. Nesse tipo de lavador de gases, o gás é atenuado à temperatura de saturação e desempoeirado ao mesmo tempo. Os tempos longos de permanência na zona de lavagem dão tempo para a formação de compostos de arsênio e selênio e umidificação dos aerossóis, permitindo a fácil separação dessas pequenas partículas condensadas. As acreções que podem causar problemas em outros lavadores na área de transição, onde o gás quente encontra o líquido de lavagem, não são críticos nos lavadores de coluna vazia. Os lavadores de coluna vazia são feitos de aço carbono revestidos de uma camada anticorrosiva que protege contra as altas temperaturas do gás de admissão com forro refratário. Esse forro pode consistir em várias camadas de materiais diferentes conforme o serviço.

 

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Lavador de gases de absorção

Poluentes gasosos como HCl, HF e SO2 são removidos por absorventes como soluções de soda cáustica (NaOH), calcário (CaCO3) e cal (Ca(OH)2). Lavador de gases de soda cáustica. Quando se usa solução de soda cáustica como absorvente, a melhor opção de lavador é o lavador de fluxo radial citado acima ou um lavador de coluna de enchimento porque não há o perigo de acúmulo como aconteceria com compostos de cálcio sólido. No entanto, só se deve usar a soda cáustica em baixas cargas de gás bruto e pequenos a médios volumes de gás, pois ela é 10 vezes mais cara que, por exemplo, o calcário. O invólucro do lavador de gases de coluna empacotada é de plástico reforçado com fibra de vidro com um revestimento de PVC ou uma barreira química. Para tratar o gás, ele passa por uma ou dois estágios de empacotamento. O SO2 reage com a soda cáustica para formar o sulfato de sódio. A eficiência da absorção depende da intensidade do contato entre o gás e o líquido de lavagem, garantida por enchimentos estruturados ou empilhados de polipropileno. Lavador de cal. Para limpar grandes volumes de gás com altas cargas de contaminante, os lavadores de cal mostraram ser a melhor solução. Esse lavador de gases é um tipo de torre de spray sem partes internas operado em contracorrente. A concentração de poluente do gás a tratar determina o número de níveis de bocais acomodados no lavador. O lavador de calcário produz gesso, que pode ser vendido sem nenhum custo adicional a empresa como material de enchimento, como pasta com 50 a 60% de substância seca ou pasta desidratada com uma umidade residual de cerca de 10%. A tecnologia de absorção é aplicada cada vez mais em usinas de cimento, em que o cimento cru é usado como absorvente. Hoje em dia, até pequenos volumes de gás com altas concentrações de SO2, como os de fundição, são limpos em lavadores de calcário, se não houver nenhuma instalação de ácido sulfúrico adiante. Os lavadores de gases de calcário podem ser feitos de aço inoxidável, plástico reforçado por fibra ou aço carbono revestido ou emborrachado.

 

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Lavador de gases com benefícios adicionais

Os lavadores de Gás do tipo Venturi são usados principalmente para resfriar, saturar e pré-limpar gases, por exemplo, para a limpeza subsequente em um precipitador doe tipo líquido. O líquido de lavagem é injetado por um bico central ou, em lavadores grandes, por vários bicos no cone de admissão que antecede a passagem Venturi. O lavador de gases pode ser montado em posição vertical, inclinada ou horizontal. Para o resfriamento, condicionamento de gás e pré-desempoeiramento, o lavador de gases é operado com uma queda de pressão de somente alguns mbar. A pequena queda de pressão é obtida por aproximadamente igualar a velocidade do líquido de lavagem injetado com a do gás na passagem Venturi. Durante a desaceleração no difusor, a massa relativamente grande de líquido de lavagem causa um aumento na pressão do gás. Dependendo do volume de líquido injetado, pode-se transferir muita energia ao gás que não seja somente a queda de pressão no lavador de gases, mas a pressão de gás até aumenta. Em contraste, ao operar esse tipo de lavador de gases com uma grande queda de pressão, a mistura gás-pó entra na zona de lavagem e uma velocidade maior do que a do líquido de lavagem. Assim, o fluxo de gás acelera as gotículas de líquido, causando uma queda de pressão. À medida que a velocidade aumenta, a turbulência crescente é simultaneamente induzida no lavador de gases. Isso produz uma mistura intensiva de gotículas de líquido de lavagem com o gás bruto, o que é um pré-requisito para uma alta eficiência de coleta. Portanto, quanto maior a velocidade do gás na passagem Venturi, maior a queda de pressão.

 

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Ciclone Lavador de Gases

O ciclone lavador de gases consiste em uma zona de pré-lavagem de seção transversal curva ou angular seguida de uma zona de aceleração e um ciclone de gás posterior. Essa concepção foi desenvolvida pela Norddeutsche Affinierie e é usada para uma variedade de aplicações. Em 1997, Lurgi adquiriu uma licença para o lavador de gases que abrangia todas as patentes relacionadas. Os ciclone lavadores de gases foram projetados para um volume de gás de cerca de 5.000 m³/h. Para volumes maiores, vários lavadores de gases são dispostos em paralelo. Vantagens  Coleta de poeira e resfriamento do gás acomodados em um só recipiente. O maior tempo de permanência do líquido de lavagem no gás (por meio de várias fases de lavagem) oferecem um intenso resfriamento do gás e uma boa transferência de massa e calor.  Dada a alta eficiência da coleta, especialmente para arsênio e mercúrio, em certas condições é possível realizar sem a primeira fase líquida da fase do precipitador de líquidos. Todo o recipiente é feito de polipropileno. Esse material é anticorrosivo e inibe acúmulos até de poeira pegajosa.

 

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