O primeiro passo do tratamento é a separação das partículas mais grossas contidas no gás através da passagem corrente gasosa pelo ciclone




Os incineradores são projetados como unidade compacta para incineração de resíduos sólidos orgânicos combustíveis, que são alimentados automaticamente na câmara primária em períodos programados. As cinzas geradas são completamente estéreis, com a vantagem de uma redução considerável de volume e de peso. A unidade de incineração opera de acordo com o reconhecido método de combustão em várias etapas, ou seja, em vários processos de combustão que ocorrem separadamente quanto à localização no equipamento.
Desta forma, é garantida que cada etapa pode ser controlada e otimizada separadamente e tem o seu tempo de reação bem definido. O resultado é uma combustão estável, garantindo os baixos índices de emissão de poluentes gerados por equipamento de incineração.
Para assegurar o atendimento aos limites de emissões estabelecidos pelos órgãos de defesa do meio ambiente, para incineradores de resíduos industriais, tem-se instalado equipamentos de controle de poluição de alta eficiência, no sentido de atender as exigências técnicas formuladas pelo órgão.
O equipamento de controle da poluição atmosférica tem a função de mitigar a emissão de poluentes provenientes das operações de incineração.
O sistema instalado é a melhor tecnologia prática disponível, para o propósito de controle de gases provenientes de destruição oxitermal (oxidação por temperatura alta) dos resíduos, com performance garantida pelo fabricante.
O sistema é composto de equipamentos para processo contínuo nas seguintes funções:
• Separação de particulados pesados;
• Resfriamento dos gases;
• Lavagem ácida;
• Lavagem alcalina para neutralização;
• Separação final de gotículas condensadas e remoção dos aerossóis;
• Transporte e expulsão dos gases para a atmosfera;
• Tratamento do efluente líquido reciclado;
• Preparo do meio de neutralização.

Princípio de funcionamento
Os gases quentes serão dirigidos através de tubulação da saída do incinerador até o bocal de entrada do ciclone, onde é feita a separação dos particulados mais grossos.
Posteriormente a esta separação, os gases são dirigidos para o “Quench” (resfriador), onde são resfriados rapidamente até a temperatura de saturação, minimizando desta forma a emissão de poluentes para atmosfera.
Em seguida, é iniciada a lavagem ácida, dividida em duas partes, a qual favorece a separação dos óxidos dos metais pesados - fluoretos, além de separar os demais materiais particulados. Os gases de caráter ácido não absorvidos durante a lavagem ácida, serão eliminados pela intensidade de contato com o líquido alcalino, formando produtos neutros. No terceiro lavador os gases saturados, livres de gotículas e partículas maiores, recebem fluxo ascendente de líquido pulverizado num sistema ultrasônico. As gotículas extremamente finas iniciam o processo de aumento do tamanho dos aerossóis para, a seguir, efetuar uma eficiente separação dos mesmos. O exaustor centrífugo vence as perdas de cargas do sistema, transporta e expele os gases para a chaminé. O líquido efluente da lavagem é bombeado para um sistema de tratamento, o qual permite a separação dos sólidos e a reciclagem do líquido para a lavagem.
Com esta configuração apresentada existirá apenas uma fonte de emissão (chaminé) a ser amostrada durante o processo de queima, visto que o equipamento de incineração está acoplado ao equipamento de controle, que será a fonte única de emissão dos gases do processo de incineração.

Ciclo de queima dos incineradores
O ciclo de queima consiste das seguintes fases principais:
- Pré-aquecimento do termoreator até atingir a temperatura de operação, que é de 1000ºC.
Duração aproximada: 30 min.
- Alimentação contínua em intervalos de aproximadamente 20 minutos com a característica de aquecer, secar, carbonizar e desgaseificar os resíduos na câmara primária.
Duração aproximada: de 8 a 12 horas.
- Pós-combustão.
Duração aproximada: 10 horas.
- Resfriamento e limpeza da câmara.
Duração aproximada: 2 horas.

Efluentes gasosos
Os efluentes gasosos gerados pelo equipamento de incineração, em função da eficiência garantida por um processo controlado, apresentam a composição: O gás gerado pelos equipamentos antes do Sistema de Despoluição deverá se situar em torno dos seguintes limites máximos de emissão:

Sistema de controle de poluição atmosférica
O primeiro passo do tratamento é a separação das partículas mais grossas contidas no gás através da passagem corrente gasosa pelo ciclone. Posteriormente é realizado o resfriamento rápido até a temperatura de saturação, para evitar a formação de dioxinas e furanos, através de QUENCH.
Em seguida é iniciada a lavagem “ácida” dos gases, que é dividida em duas partes, a qual favorece a separação de óxidos dos metais pesados, fluoretos e mercúrio, além de separar os demais particulados.
Os gases poluídos ainda na corrente gasosa, metais e particulados, serão introduzidos na parte superior dentro do Lavador – 1ª etapa.
O fluxo vertical descendente dos gases entra em contato com o líquido distribuído sobre a área mediante pulverização de líquido. O contato proporcionado pela área do líquido descendo em forma de gotas, junto a atividade química do líquido, garantem a absorção de uma parte de HCl e SO2, mantendo o pH do líquido reciclado em aproximadamente pH= 2.
A saída inferior da 1ª etapa (Módulo I) de lavagem é ligada à entrada superior 2ª etapa (Módulo II).
O Módulo II é destinado a eliminação de gases tóxicos, não absorvidos no Módulo I, ácido, através de adição de Ca (OH₂) 92% para transformar os mesmos em substâncias neutras.
O principal mecanismo de contato entre as moléculas dos gases poluentes e as gotículas do líquido pulverizado é o movimento Browniano. O movimento Browniano atinge, além das moléculas, as partículas de diâmetro pequeno com dimensões de 1 µm e menor. Este movimento “Stochastico” aumenta com a diminuição da partícula. Uma partícula com 0,1 µm atinge cinco vezes maior movimento molecular Browniano do que a com 1 µm. Chama-se este tipo de eliminação – “Separação por Difusão”. Parte do Módulo II, alcalino, é o separador de aerossóis e partículas finas, o qual o efluente gasoso é direcionado verticalmente de baixo para cima. As gotículas arrastadas na passagem dos gases da 1ª etapa da lavagem ácida para a 2ª etapa, Aerossóis, será separada na parte inferior.
Os gases saturados livres de gotículas e de partículas maiores recebem durante o fluxo ascendente, o líquido pulverizado num sistema ultra-sônico. As gotas extremamente finas iniciam o processo de aumento do tamanho dos aerossóis.
O aglomerador posicionado na parte superior, junta as microgotículas com o aerossol, aumentando o tamanho das mesmas para maior que 6 µm, ou seja, tamanho de fácil separação. O mecanismo descrito de absorção/neutralização é um meio excelente para eliminar os particulados dos gases. Porém, devido ao tamanho dos particulados, este mecanismo não é suficientemente eficiente para separar os sólidos. Através da colisão (principal mecanismo de retenção dos particulados via úmida) englobamos os particulados dentro das gotículas de água descarregada no enchimento da coluna superior. A probabilidade de encontro entre a partícula e a gotícula depende de diversos fatores, entre os quais podemos citar como os mais importantes:
- Área do líquido de lavagem - Esta depende da qualidade de pulverização e por conseqüência da energia;
- Turbulências - Mesmo com um grande universo de gotículas transportadas numa corrente de gás, sem ou com poucas turbulências, não será garantido o encontro (colisão) entre as partículas e gotícula, apesar da energia consumida para a pulverização. É obvio que a probabilidade de remoção aumenta significativamente com as turbulências, as quais colocam as gotículas e partículas em movimento, gerando as colisões entre as mesmas. Quanto menores forem as distâncias entre as paredes do lavador, maior será a turbulência e melhor a distribuição do líquido à corrente dos gases.
O processo de aglutinação divide a corrente gasosa em centenas de correntes cruzando-as diversas vezes, gerando assim altíssima turbulência próxima das paredes. Tanto a eficiência de separação dos particulados quanto a transferência da massa dos gases solúveis em água, são as mais altas já atingidas por qualquer tecnologia atualmente disponível, com relação a energia consumida (perda de carga).
O líquido de lavagem ácida é reciclado e uma parte descartada continuamente para o tratamento de efluentes, já que a partir de um pH ácido não é mais possível absorver os componentes tóxicos a serem eliminados.
A saída do Lavador ácido, Módulo I, é dirigida à entrada do Lavador/Neutralizador, Módulo II.
Os gases tóxicos não absorvidos durante a lavagem ácida serão eliminados pela intensidade de contato com o líquido alcalino, formando produtos neutros. A saída do Módulo II, após a passagem pelo lavador de aerossóis e demister é dirigida à sucção do exaustor principal, o qual vence as perdas de carga de todo o sistema.
O condensado e o líquido alcalino de lavagem de proteção do exaustor serão retidos no demister na entrada da chaminé.
Os gases despoluídos serão transportados pela chaminé até a atmosfera externa.

Princípio da separação fracional - Aerossóis
O sistema de pulverização do líquido utiliza ar comprimido e água para gerar gotículas entre 0,1 e 26 µm com diâmetro médio de 8 µm.
As gotículas extremamente finas apresentam, dentro de uma atmosfera saturada, um comportamento de instabilidade, ou seja, transformam-se em moléculas de vapor e voltam a ser gotículas novamente. Nesta zona de vapor supersaturado servem as partículas do aerossol como núcleos de condensação, aumentando o diâmetro das mesmas até 1 µm. Estas gotículas já são de fácil aumento através de aglomeração, durante a qual aumenta-se o tamanho dos aerossóis de até 6 µm, de fácil separação no demister estudado.

Princípio funcional do aglomerador
As gotas arrastadas do líquido com a vazão, cuja densidade (m³/m² h) é definida para cada tarefa, entram, pelas razões acima expostas, em movimento de alta turbulência aglomerando as partículas e proporcionando excelente contato entre moléculas de componentes tóxicos e o líquido com o neutralizante.
O princípio funcional permite, com relação à energia consumida, remoção das partículas até as concentrações finais, impossível de serem atingidas nos lavadores de outros modelos.
O líquido com os poluentes é descarregado dentro do tanque de recirculação e é permanentemente reciclado. Uma parte do líquido usado é removida para manter a concentração estável e evitar a saturação. A parte removida e a água evaporada são acrescidas ao circuito fechado da água reciclada mediante simples controle do nível do tanque.
O meio de neutralização é adicionado em função das medições periódicas e/ou controle dos valores de pH ou concentração de O₂ no líquido, nos gases efluentes.
Os gases despoluídos serão dirigidos para retenção da neblina, ou seja, das microgotículas (menores de 10 µm).
Com uma eficiência de 50% para as gotas com diâmetro até 2,7 µm e 99% para as gotas até 6 µm, relacionada a pequena perda de carga, prevemos para um lavador de altíssima eficiência, um demister de difícil superação por qualquer outra tecnologia.

A perfeita e eficiente retenção das gotículas completa a despoluição do gás
Um exaustor radial ligado na saída do lavador vence as perdas de carga do sistema e lança o gás despoluído dentro de uma chaminé, para expulsá-la para a atmosfera. Os gases tratados que serão direcionados para a chaminé e após lançados na atmosfera, apresentam como efluentes gasosos as seguintes concentrações, como mostrado na tabela abaixo.

João Carlos Mucciacito é Químico da CETESB de Santo André, Mestre em Tecnologia Ambiental pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, Professor no SENAC, no Centro Universitário Santo André – UNI-A e na FAENG da Fundação Santo André. E-mail: joaocarlos@fsa.br