Estratégia De Controle De Poluentes Atmosféricos, Como Alternativa De Redução Das Emissões Destes Contaminantes
Por João Carlos Mucciacito
Edição Nº 56 - Maio/Junho de 2012 - Ano 11
Para entender poluição atmosférica deve-se destacar a fonte emissora e o corpo receptor que são respectivamente a emissão e a imissão.
Para entender poluição atmosférica deve-se destacar a fonte emissora e o corpo receptor que são respectivamente a emissão e a imissão.
A emissão é o lançamento do poluente para a atmosfera que pode ser exemplificado por uma chaminé emitindo fumaça ou pelo escapamento de veículos.
Já a imissão é a recepção deste poluente por um corpo receptor que pode ser o homem, um monumento histórico ou uma floresta.
Entre emissão e imissão decorre um certo lapso de tempo em que se processa a propagação do contaminante, a concentração ativa da substância nociva no local da imissão não pode ser mais elevada como no local de emissão.
É toda e qualquer forma de matéria sólida, líquida ou gasosa e de energia que presente na atmosfera pode torná-la poluída. Os poluentes atmosféricos em forma de matéria podem ser classificados em dois grupos:
As partículas sólidas ou líquidas emitidas por fontes de poluição do ar ou mesmo aquelas formadas na atmosfera, como as partículas de sulfatos são denominadas de material particulado e quando suspensas no ar, são denominadas de aerossóis.
São poluentes na forma molecular, quer como gases permanentes, por exemplo, dióxido de carbono, quer como aqueles na forma gasosa transitória de vapor, como os vapores da gasolina.
A dispersão de poluentes ocorre da seguinte maneira, uma corrente contínua de poluentes liberada em uma atmosfera aberta primeiro irá crescer, depois se misturar e ser transportada com o vento, que irá diluir os poluentes e carregá-los para longe da fonte. Esta pluma de poluentes será também espalhada ou dispersa nas direções vertical e horizontal, a partir de sua linha central.
Um esquema de uma pluma curvando-se, a partir de sua liberação, descrevendo a altura física da chaminé (h), aumento da pluma (∆h) e a altura efetiva da chaminé (H), conforme o esquema abaixo.
- Características do ponto de emissão;
- Condições meteorológicas;
- Natureza do material poluente;
- Efeitos do terreno;
- Estrutura antropogênica.
A estratégia de controle de poluentes frequentemente é focada nas alternativas que propõem a redução ou eliminação das emissões de poluentes.
Poderemos dar como partida a substituição do combustível utilizado, que trás como vantagem a redução de emissão de dióxido de enxofre, e mais recentemente a emissão de óxido de nitrogênio.
Atualmente existem uma grande variedade de combustíveis destinados à geração de vapor em caldeiras. Para que a escolha do combustível seja correta, devemos levar em consideração o custo/benefício deste produto, verificando sua disponibilidade para a região, o custo do combustível, a influência ao meio ambiente, entre outros.
Nos dias atuais os óleos estão sendo trocados por outros gases combustíveis, entre eles os mais utilizados estão sendo: GLP, gás natural, gases residuais ou os obtidos pelo processo de gaseificação.
Mais conhecido como Caldeira, o gerador de vapor teve sua origem no século II aC, quando foi concebido um aparelho que vaporizava água. Mas o uso de vapor para movimentar máquinas teve um impulso somente na época da revolução industrial.
As caldeiras consistem em um conjunto de equipamentos, tubulações e acessórios que tem como finalidade a produção de vapor de água sob pressões superiores a atmosférica a partir da energia térmica de um combustível e de um elemento comburente.
A produção de energia em caldeira gera materiais particulados, que devem ser tratados antes de serem soltos na atmosfera. É altamente recomendado a instalação de um equipamento de controle de poluição de ar.
Um dos fatores primordiais para a escolha de um equipamento de controle é a eficiência de coleta necessária para enquadrar a emissão da fonte nos padrões exigidos. A eficiência da coleta depende da distribuição do tamanho das partículas presentes no gás a ser tratado.
Há muitos fatores envolvidos na escolha de um equipamento de controle de poluição do ar, sendo alguns deles: caracterizar o tipo de poluente, avaliar possíveis alternativas, verificar se há restrição para algum tipo de equipamento, entre outros.
Dentre os diversos equipamentos de controle de poluição de ar, está o Lavador de gás, que é um equipamento absorvedor, com alta eficiência de separação, sendo sua função controlar e remover materiais particulados e gases de efluentes gasosos.
A eficiência de um lavador de gás está relacionada com as concentrações e propriedades dos poluentes, com o tamanho e tipo dos corpos de enchimento utilizados, e com os reagentes e aditivos utilizados no líquido de lavagem.
No transcorrer de milhões de anos ocorreu uma formação de combustíveis fósseis no subsolo, que são utilizados pelo homem como fonte de energia em residências, indústrias, meio de transporte, entre outros. Para que este combustível seja extraído do subsolo, é necessário o uso de tecnologia e equipamentos modernos, porém para obter maior eficiência dos vários tipos de combustíveis fósseis existentes é necessário um maior investimento em novas tecnologias, resultando em um combustível com menor teor de impurezas e maior poder calorífico.
O petróleo é um combustível fóssil, possivelmente originado por uma mistura de componentes orgânicos. Existem várias teorias para explicar a sua origem, sendo a mais aceitável a de decomposição da vida marinha.
O petróleo pode ser obtido por organismos microscópicos, plânctons, que são pequenos animais marinhos que servem de alimento para outros seres aquáticos. Seus resíduos são depositados no fundo do mar formando camadas que vão se sobrepondo por milhões de anos, sofrendo ações de bactérias, mudanças de temperatura e pressão.
Estes resíduos são decompostos por uma ação aeróbia que vai até a profundidade de duzentos metros. Em mares mais profundos ocorre a decomposição anaeróbia, que resulta na transformação dos carboidratos e proteínas em substâncias gasosas e oleosas.
Essas reações complexas originam o petróleo, que podem ser dos tipos parafínico, asfáltico ou cru de base mista.
Este tipo de combustível é adquirido durante a destilação do petróleo bruto em uma torre de destilação atmosférica. Após passar por vários processos o resíduo mais denso fica depositado na parte inferior da torre de destilação, onde será removido para outro forno sendo novamente aquecido ao passar pela torre de destilação a vácuo.
Este produto será classificado como gasóleo leve ou gasóleo pesado de vácuo.
No Brasil os óleos combustíveis são classificados em dois grandes grupos:
Grupo A: apresenta altos teores de enxofre (acima de 1%).
Grupo B: apresenta baixos teores de enxofre (abaixo ou iguais a 1%).
Em 30 de Abril de 1999, no Brasil, a ANP determinou a existência de 4 tipos de óleos combustíveis, sendo que 2 tipos apresentam baixo teor de enxofre e os outros 2 tipos apresentam alto teor de enxofre em sua composição.
Para o uso do óleo combustível nas grandes cidades foi estabelecido pela portaria ANP 80/99, que só poderiam ser empregados óleos com baixo teor de enxofre sendo o máximo permitido de 1% em massa. Nas demais regiões do país este combustível têm que respeitar o limite máximo de 2,5% em massa.
Os óleos combustíveis que apresentam baixo teor de enxofre em sua composição têm um custo maior, porém as indústrias no cumprimento das normas legislativas ambientais continuam utilizando somente o óleo do tipo B como fonte de energia.
Os óleos combustíveis são compostos que apresentam em sua composição carbono e hidrogênio. É possível que apareça outras substâncias indesejáveis, como: enxofre, nitrogênio, metais pesados, (níquel, vanádio, cobre, ferro), sílica, sódio, água, sedimentos e catalisador de unidades de craqueamento catalítico fluido (UFCC).
O armazenamento desse tipo de óleo combustível deve ser feito em tanques que contenham aquecimento para garantir a retirada, quando necessário é mantida uma viscosidade na faixa máxima de 1100 cSt (510 SSF ou 5000 SSU). Quanto maior for a viscosidade do óleo armazenado, maior deverá ser a temperatura de armazenamento.
A combustão dos vários tipos de óleo combustíveis nos queimadores tradicionais existentes depende de uma nebulização perfeita, que pode ser adquirida mecanicamente ou através de fluido disperso, estando ligado diretamente à viscosidade do óleo. Quando se usa vapor ou ar como meio de nebulização, para que ocorra uma combustão eficiente, a faixa no bico do queimador deve estar entre 32 a 64 cSt (150 a 300 SSU).
No Brasil as reservas com potencial para serem exploradas, são da Bacia do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, já as reservas do Rio do Peixe, no Paraná são pequenas, contendo apenas 40 milhões de tonelada e apresentando um alto teor de Urânio nas suas cinzas.
Durante muitos anos foram utilizados nas siderúrgicas o carvão mineral retirado das camadas do Barro Branco e Bonito, que estão localizados no Estado de Santa Catarina. Hoje as siderúrgicas não são mais obrigadas a utilizar desse carvão, passando a utilizar carvões coqueificáveis, com teores menores de cinzas a preços mais baixos.
As maiores reservas de carvão betuminoso estão localizadas no Rio Grande do Sul, com cerca de 21 bilhões de toneladas. Em nenhuma das jazidas conhecidas existe carvão coqueificável. No Brasil, o alto teor de cinzas dos carvões tem representado um enorme problema, sendo quase sempre empregados meios de beneficiamento para reduzir a quantidade de cinzas para que haja aceitação nas indústrias.
Os teores de cinzas encontrados nos carvões-vapor, mais comum no Brasil, representam 40%. O poder calorífico esta ligado diretamente ao teor de cinzas existente nos carvões, quanto menor for a quantidade de cinzas encontradas nos carvões brasileiros maior será seu poder calorífico e sua qualidade.
Para que os carvões sejam queimados em fornos de caldeiras, devem ser pulverizados a níveis de 75s 80% abaixo de 200 mesh Tyler. É importante que durante a moagem estes carvões estejam totalmente secos para que não ocorra entupimento nas tubulações. Este carvão também pode ser seco durante a moagem, por meio do gás inerte quente. Os coques são derivados dos carvões minerais e apresentam normalmente pontos de ignição entre 530 e 560 ºC.
O gás natural é extraído de reservatórios naturais sendo geralmente encontrado em reservatórios subterrâneos junto com o petróleo bruto. Este combustível apresenta em sua composição metano variando entre 80 e 90%, etano com variação entre 5 e 10% e outros gases não combustíveis, como N2, O2 e CO2. Obtendo poder calorífico na faixa de 8500 a 9000 kcal/m3.
Este gás apresenta queima mais limpa comparado com os demais combustíveis fósseis, demonstrando redução no lançamento de gás carbônico (um dos principais responsáveis pela redução da camada de ozônio), dióxido de enxofre, ácidos de nitrogênio e material particulado na atmosfera.
Este tipo de combustível é encontrado na natureza no estado sólido. Desde os tempos mais remotos a lenha tem desempenhado um importante papel como fonte de energia renovável sendo empregada para o uso doméstico, matéria-prima para obtenção de carvão vegetal, uso em caldeiras, uso como matéria prima para obtenção de celulose, etc. Atualmente vem perdendo sua importância no setor industrial por apresentar baixo rendimento térmico.
Para adquirir lenha em grande quantidade é necessário o plantio de grandes áreas ou o desmatamento das áreas já existentes. Na floresta Amazônica natural, em média a produção de lenha varia de 180 a 200 st*/ha, podendo atingir sua produção máxima de 465 st*/ha. Esta produção varia de acordo com as regiões e o tipo de espécie de árvores plantadas.
O poder calorífico inferior da madeira pode ser calculado empregando-se a seguinte equação.
Onde é dado em
O poder calorífico desse tipo de combustível depende da quantidade de água e dos produtos destiláveis que façam parte da composição. Através do processo de carbonização é possível obter o carvão vegetal, conseguindo maior poder calorífico com cerca de 7.200 kcal/kg. Segue em menor quantidade de material volátil e menor quantidade de cinzas.
Com o aumento das pessoas nas metrópoles e a concentração dos pólos industriais, passou-se a exigir aumentos substanciais da altura das chaminés e consequentemente dos custos de implantação e manutenção.
Estes fatores motivaram o aparecimento de alternativas, que não eram apenas a dispersão dos gases na atmosfera. Foram desenvolvidos, inicialmente, separadores gravitacionais e ciclônicos para a remoção das partículas de fuligem. Logo após apareceram os filtros tecidos e os filtros eletrostáticos e por último os lavadores de gases.
A escolha do equipamento de controle que melhor cumprirá sua função de coleta de poluentes nem sempre é um problema de simples solução, pois há vários fatores que influenciam e cada um com sua importância.
Os principais aspectos técnicos para a escolha do equipamento de controle são de natureza dos poluentes, taxa de emissão, eficiência almejada, características do local, destinação final do poluente, necessidade de atendimento à legislação e custo de aquisição e manutenção.
O controle da poluição do ar envolve desde o planejamento do assentamento do núcleo urbano e industrial e do sistema viário, até a ação direta sobre a fonte de emissão.
Junto com os equipamentos de controle de poluição existe um sistema de exaustão, onde ambos trabalham em conjunto.
Este sistema de exaustão exerce um papel importante na captação e transporte de poluentes até o equipamento de controle e o lançamento das emissões residuais na atmosfera. Este sistema é constituído de captores, dutos, moto ventilador e chaminé.
Os equipamentos de controle são classificados inicialmente em função do estado físico do poluente a ser considerado, logo após a classificação envolve diversos parâmetros como mecanismos de controle, uso ou não de água ou outro líquido, etc. Os equipamentos são classificados em:
- Coletores mecânicos inerciais e gravitacionais;
- Coletores centrífugos (ciclones);
- Precipitadores eletrostático secos;
- Filtros de tecido (filtro de mangas);
- Filtros absolutos.
- Lavadores com pré-atomização (lavador tipo spray);
- Lavador com atomização pelo gás (lavador venturi);
- Lavador do leito móvel;
- Lavador com enchimento;
- Precipitadores eletrostáticos úmidos;
- Precipitadores dinâmicos úmidos.
- Condensadores;
- Absorvedores (lavadores de gases);
- Adsorvedores;
- Incineradores térmicos ou de chama direta;
- Incineradores catalíticos;
- Biofiltros;
- Processos especiais.
A eficiência de coleta de um equipamento de controle de poluição do ar indica a quantidade de poluentes que o equipamento remove ou tem capacidade de remover.
O quadro a seguir descreve a eficiência de coleta de partículas para vários tipos de equipamentos, em função do tamanho das partículas. Os valores apresentados são eficiências usuais e são apresentadas somente para fins comparativos, uma vez que a eficiência de cada equipamento depende das condições de projeto e de operação.
Para determinar o custo anual total de sistemas de controle de poluição do ar, será utilizado o método do Custo Anual Equivalente, sendo a taxa mínima de atratividade, acrescida nos custos de operação e de manutenção. Considerando um valor residual de 10% ao fim da útil do sistema tem-se:
Este equipamento de controle de poluição do ar é destinado à coleta de material particulado. Os mecanismos de coleta são de força gravitacional e inercial, e são utilizados principalmente como pré-coletores, pois sua eficiência de coleta é baixa para pequenas partículas.
Sua utilização como pré-coletor resulta em geral na melhora da performance e aumento da vida útil do equipamento de coleta final (filtros de tecido, precipitadores eletrostáticos e lavadores), os quais são mais caros e complexos que os coletores mecânicos. Esse efeito ocorre pela diminuição da carga de partículas a serem tratadas no equipamento final, principalmente nos casos de efluentes com alta concentração de partículas grandes e abrasivas.
Quando usado em um sistema que emprega lavadores como equipamento de coleta final, apresenta a vantagem de retirar grande parte da carga de partículas por processo seco, permitindo o reaproveitamento do material coletado, de forma imediata e a diminuição da carga de partículas no sistema de tratamento de efluentes líquidos.
A emissão é o lançamento do poluente para a atmosfera que pode ser exemplificado por uma chaminé emitindo fumaça ou pelo escapamento de veículos.
Já a imissão é a recepção deste poluente por um corpo receptor que pode ser o homem, um monumento histórico ou uma floresta.
Entre emissão e imissão decorre um certo lapso de tempo em que se processa a propagação do contaminante, a concentração ativa da substância nociva no local da imissão não pode ser mais elevada como no local de emissão.
É toda e qualquer forma de matéria sólida, líquida ou gasosa e de energia que presente na atmosfera pode torná-la poluída. Os poluentes atmosféricos em forma de matéria podem ser classificados em dois grupos:
As partículas sólidas ou líquidas emitidas por fontes de poluição do ar ou mesmo aquelas formadas na atmosfera, como as partículas de sulfatos são denominadas de material particulado e quando suspensas no ar, são denominadas de aerossóis.
São poluentes na forma molecular, quer como gases permanentes, por exemplo, dióxido de carbono, quer como aqueles na forma gasosa transitória de vapor, como os vapores da gasolina.
A dispersão de poluentes ocorre da seguinte maneira, uma corrente contínua de poluentes liberada em uma atmosfera aberta primeiro irá crescer, depois se misturar e ser transportada com o vento, que irá diluir os poluentes e carregá-los para longe da fonte. Esta pluma de poluentes será também espalhada ou dispersa nas direções vertical e horizontal, a partir de sua linha central.
Um esquema de uma pluma curvando-se, a partir de sua liberação, descrevendo a altura física da chaminé (h), aumento da pluma (∆h) e a altura efetiva da chaminé (H), conforme o esquema abaixo.
- Características do ponto de emissão;
- Condições meteorológicas;
- Natureza do material poluente;
- Efeitos do terreno;
- Estrutura antropogênica.
A estratégia de controle de poluentes frequentemente é focada nas alternativas que propõem a redução ou eliminação das emissões de poluentes.
Poderemos dar como partida a substituição do combustível utilizado, que trás como vantagem a redução de emissão de dióxido de enxofre, e mais recentemente a emissão de óxido de nitrogênio.
Atualmente existem uma grande variedade de combustíveis destinados à geração de vapor em caldeiras. Para que a escolha do combustível seja correta, devemos levar em consideração o custo/benefício deste produto, verificando sua disponibilidade para a região, o custo do combustível, a influência ao meio ambiente, entre outros.
Nos dias atuais os óleos estão sendo trocados por outros gases combustíveis, entre eles os mais utilizados estão sendo: GLP, gás natural, gases residuais ou os obtidos pelo processo de gaseificação.
Mais conhecido como Caldeira, o gerador de vapor teve sua origem no século II aC, quando foi concebido um aparelho que vaporizava água. Mas o uso de vapor para movimentar máquinas teve um impulso somente na época da revolução industrial.
As caldeiras consistem em um conjunto de equipamentos, tubulações e acessórios que tem como finalidade a produção de vapor de água sob pressões superiores a atmosférica a partir da energia térmica de um combustível e de um elemento comburente.
A produção de energia em caldeira gera materiais particulados, que devem ser tratados antes de serem soltos na atmosfera. É altamente recomendado a instalação de um equipamento de controle de poluição de ar.
Um dos fatores primordiais para a escolha de um equipamento de controle é a eficiência de coleta necessária para enquadrar a emissão da fonte nos padrões exigidos. A eficiência da coleta depende da distribuição do tamanho das partículas presentes no gás a ser tratado.
Há muitos fatores envolvidos na escolha de um equipamento de controle de poluição do ar, sendo alguns deles: caracterizar o tipo de poluente, avaliar possíveis alternativas, verificar se há restrição para algum tipo de equipamento, entre outros.
Dentre os diversos equipamentos de controle de poluição de ar, está o Lavador de gás, que é um equipamento absorvedor, com alta eficiência de separação, sendo sua função controlar e remover materiais particulados e gases de efluentes gasosos.
A eficiência de um lavador de gás está relacionada com as concentrações e propriedades dos poluentes, com o tamanho e tipo dos corpos de enchimento utilizados, e com os reagentes e aditivos utilizados no líquido de lavagem.
No transcorrer de milhões de anos ocorreu uma formação de combustíveis fósseis no subsolo, que são utilizados pelo homem como fonte de energia em residências, indústrias, meio de transporte, entre outros. Para que este combustível seja extraído do subsolo, é necessário o uso de tecnologia e equipamentos modernos, porém para obter maior eficiência dos vários tipos de combustíveis fósseis existentes é necessário um maior investimento em novas tecnologias, resultando em um combustível com menor teor de impurezas e maior poder calorífico.
O petróleo é um combustível fóssil, possivelmente originado por uma mistura de componentes orgânicos. Existem várias teorias para explicar a sua origem, sendo a mais aceitável a de decomposição da vida marinha.
O petróleo pode ser obtido por organismos microscópicos, plânctons, que são pequenos animais marinhos que servem de alimento para outros seres aquáticos. Seus resíduos são depositados no fundo do mar formando camadas que vão se sobrepondo por milhões de anos, sofrendo ações de bactérias, mudanças de temperatura e pressão.
Estes resíduos são decompostos por uma ação aeróbia que vai até a profundidade de duzentos metros. Em mares mais profundos ocorre a decomposição anaeróbia, que resulta na transformação dos carboidratos e proteínas em substâncias gasosas e oleosas.
Essas reações complexas originam o petróleo, que podem ser dos tipos parafínico, asfáltico ou cru de base mista.
Este tipo de combustível é adquirido durante a destilação do petróleo bruto em uma torre de destilação atmosférica. Após passar por vários processos o resíduo mais denso fica depositado na parte inferior da torre de destilação, onde será removido para outro forno sendo novamente aquecido ao passar pela torre de destilação a vácuo.
Este produto será classificado como gasóleo leve ou gasóleo pesado de vácuo.
No Brasil os óleos combustíveis são classificados em dois grandes grupos:
Grupo A: apresenta altos teores de enxofre (acima de 1%).
Grupo B: apresenta baixos teores de enxofre (abaixo ou iguais a 1%).
Em 30 de Abril de 1999, no Brasil, a ANP determinou a existência de 4 tipos de óleos combustíveis, sendo que 2 tipos apresentam baixo teor de enxofre e os outros 2 tipos apresentam alto teor de enxofre em sua composição.
Para o uso do óleo combustível nas grandes cidades foi estabelecido pela portaria ANP 80/99, que só poderiam ser empregados óleos com baixo teor de enxofre sendo o máximo permitido de 1% em massa. Nas demais regiões do país este combustível têm que respeitar o limite máximo de 2,5% em massa.
Os óleos combustíveis que apresentam baixo teor de enxofre em sua composição têm um custo maior, porém as indústrias no cumprimento das normas legislativas ambientais continuam utilizando somente o óleo do tipo B como fonte de energia.
Os óleos combustíveis são compostos que apresentam em sua composição carbono e hidrogênio. É possível que apareça outras substâncias indesejáveis, como: enxofre, nitrogênio, metais pesados, (níquel, vanádio, cobre, ferro), sílica, sódio, água, sedimentos e catalisador de unidades de craqueamento catalítico fluido (UFCC).
O armazenamento desse tipo de óleo combustível deve ser feito em tanques que contenham aquecimento para garantir a retirada, quando necessário é mantida uma viscosidade na faixa máxima de 1100 cSt (510 SSF ou 5000 SSU). Quanto maior for a viscosidade do óleo armazenado, maior deverá ser a temperatura de armazenamento.
A combustão dos vários tipos de óleo combustíveis nos queimadores tradicionais existentes depende de uma nebulização perfeita, que pode ser adquirida mecanicamente ou através de fluido disperso, estando ligado diretamente à viscosidade do óleo. Quando se usa vapor ou ar como meio de nebulização, para que ocorra uma combustão eficiente, a faixa no bico do queimador deve estar entre 32 a 64 cSt (150 a 300 SSU).
No Brasil as reservas com potencial para serem exploradas, são da Bacia do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, já as reservas do Rio do Peixe, no Paraná são pequenas, contendo apenas 40 milhões de tonelada e apresentando um alto teor de Urânio nas suas cinzas.
Durante muitos anos foram utilizados nas siderúrgicas o carvão mineral retirado das camadas do Barro Branco e Bonito, que estão localizados no Estado de Santa Catarina. Hoje as siderúrgicas não são mais obrigadas a utilizar desse carvão, passando a utilizar carvões coqueificáveis, com teores menores de cinzas a preços mais baixos.
As maiores reservas de carvão betuminoso estão localizadas no Rio Grande do Sul, com cerca de 21 bilhões de toneladas. Em nenhuma das jazidas conhecidas existe carvão coqueificável. No Brasil, o alto teor de cinzas dos carvões tem representado um enorme problema, sendo quase sempre empregados meios de beneficiamento para reduzir a quantidade de cinzas para que haja aceitação nas indústrias.
Os teores de cinzas encontrados nos carvões-vapor, mais comum no Brasil, representam 40%. O poder calorífico esta ligado diretamente ao teor de cinzas existente nos carvões, quanto menor for a quantidade de cinzas encontradas nos carvões brasileiros maior será seu poder calorífico e sua qualidade.
Para que os carvões sejam queimados em fornos de caldeiras, devem ser pulverizados a níveis de 75s 80% abaixo de 200 mesh Tyler. É importante que durante a moagem estes carvões estejam totalmente secos para que não ocorra entupimento nas tubulações. Este carvão também pode ser seco durante a moagem, por meio do gás inerte quente. Os coques são derivados dos carvões minerais e apresentam normalmente pontos de ignição entre 530 e 560 ºC.
O gás natural é extraído de reservatórios naturais sendo geralmente encontrado em reservatórios subterrâneos junto com o petróleo bruto. Este combustível apresenta em sua composição metano variando entre 80 e 90%, etano com variação entre 5 e 10% e outros gases não combustíveis, como N2, O2 e CO2. Obtendo poder calorífico na faixa de 8500 a 9000 kcal/m3.
Este gás apresenta queima mais limpa comparado com os demais combustíveis fósseis, demonstrando redução no lançamento de gás carbônico (um dos principais responsáveis pela redução da camada de ozônio), dióxido de enxofre, ácidos de nitrogênio e material particulado na atmosfera.
Este tipo de combustível é encontrado na natureza no estado sólido. Desde os tempos mais remotos a lenha tem desempenhado um importante papel como fonte de energia renovável sendo empregada para o uso doméstico, matéria-prima para obtenção de carvão vegetal, uso em caldeiras, uso como matéria prima para obtenção de celulose, etc. Atualmente vem perdendo sua importância no setor industrial por apresentar baixo rendimento térmico.
Para adquirir lenha em grande quantidade é necessário o plantio de grandes áreas ou o desmatamento das áreas já existentes. Na floresta Amazônica natural, em média a produção de lenha varia de 180 a 200 st*/ha, podendo atingir sua produção máxima de 465 st*/ha. Esta produção varia de acordo com as regiões e o tipo de espécie de árvores plantadas.
O poder calorífico inferior da madeira pode ser calculado empregando-se a seguinte equação.
Onde é dado em
O poder calorífico desse tipo de combustível depende da quantidade de água e dos produtos destiláveis que façam parte da composição. Através do processo de carbonização é possível obter o carvão vegetal, conseguindo maior poder calorífico com cerca de 7.200 kcal/kg. Segue em menor quantidade de material volátil e menor quantidade de cinzas.
Com o aumento das pessoas nas metrópoles e a concentração dos pólos industriais, passou-se a exigir aumentos substanciais da altura das chaminés e consequentemente dos custos de implantação e manutenção.
Estes fatores motivaram o aparecimento de alternativas, que não eram apenas a dispersão dos gases na atmosfera. Foram desenvolvidos, inicialmente, separadores gravitacionais e ciclônicos para a remoção das partículas de fuligem. Logo após apareceram os filtros tecidos e os filtros eletrostáticos e por último os lavadores de gases.
A escolha do equipamento de controle que melhor cumprirá sua função de coleta de poluentes nem sempre é um problema de simples solução, pois há vários fatores que influenciam e cada um com sua importância.
Os principais aspectos técnicos para a escolha do equipamento de controle são de natureza dos poluentes, taxa de emissão, eficiência almejada, características do local, destinação final do poluente, necessidade de atendimento à legislação e custo de aquisição e manutenção.
O controle da poluição do ar envolve desde o planejamento do assentamento do núcleo urbano e industrial e do sistema viário, até a ação direta sobre a fonte de emissão.
Junto com os equipamentos de controle de poluição existe um sistema de exaustão, onde ambos trabalham em conjunto.
Este sistema de exaustão exerce um papel importante na captação e transporte de poluentes até o equipamento de controle e o lançamento das emissões residuais na atmosfera. Este sistema é constituído de captores, dutos, moto ventilador e chaminé.
Os equipamentos de controle são classificados inicialmente em função do estado físico do poluente a ser considerado, logo após a classificação envolve diversos parâmetros como mecanismos de controle, uso ou não de água ou outro líquido, etc. Os equipamentos são classificados em:
- Coletores mecânicos inerciais e gravitacionais;
- Coletores centrífugos (ciclones);
- Precipitadores eletrostático secos;
- Filtros de tecido (filtro de mangas);
- Filtros absolutos.
- Lavadores com pré-atomização (lavador tipo spray);
- Lavador com atomização pelo gás (lavador venturi);
- Lavador do leito móvel;
- Lavador com enchimento;
- Precipitadores eletrostáticos úmidos;
- Precipitadores dinâmicos úmidos.
- Condensadores;
- Absorvedores (lavadores de gases);
- Adsorvedores;
- Incineradores térmicos ou de chama direta;
- Incineradores catalíticos;
- Biofiltros;
- Processos especiais.
A eficiência de coleta de um equipamento de controle de poluição do ar indica a quantidade de poluentes que o equipamento remove ou tem capacidade de remover.
O quadro a seguir descreve a eficiência de coleta de partículas para vários tipos de equipamentos, em função do tamanho das partículas. Os valores apresentados são eficiências usuais e são apresentadas somente para fins comparativos, uma vez que a eficiência de cada equipamento depende das condições de projeto e de operação.
Para determinar o custo anual total de sistemas de controle de poluição do ar, será utilizado o método do Custo Anual Equivalente, sendo a taxa mínima de atratividade, acrescida nos custos de operação e de manutenção. Considerando um valor residual de 10% ao fim da útil do sistema tem-se:
Este equipamento de controle de poluição do ar é destinado à coleta de material particulado. Os mecanismos de coleta são de força gravitacional e inercial, e são utilizados principalmente como pré-coletores, pois sua eficiência de coleta é baixa para pequenas partículas.
Sua utilização como pré-coletor resulta em geral na melhora da performance e aumento da vida útil do equipamento de coleta final (filtros de tecido, precipitadores eletrostáticos e lavadores), os quais são mais caros e complexos que os coletores mecânicos. Esse efeito ocorre pela diminuição da carga de partículas a serem tratadas no equipamento final, principalmente nos casos de efluentes com alta concentração de partículas grandes e abrasivas.
Quando usado em um sistema que emprega lavadores como equipamento de coleta final, apresenta a vantagem de retirar grande parte da carga de partículas por processo seco, permitindo o reaproveitamento do material coletado, de forma imediata e a diminuição da carga de partículas no sistema de tratamento de efluentes líquidos.
