Lavador de Gases

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BARRA MANSA – UBM
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA – 8º Período
Luan
Gustavo
Lucas
Ygor
Nicollas
Lavadores de Gases 
Trabalho N1
Barra Mansa
2020
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BARRA MANSA – UBM
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA – 8º Período
Luan
Gustavo
Lucas
Ygor
Nicollas
Lavadores de Gases
Trabalho N1
Trabalho apresentado ao Centro Universitário de Barra mansa, como requisito à nota 1 da matéria Ventilação, Refrigeração e Condicionamento Térmicos, sob orientação do Professor Wendel Fonseca.
Barra Mansa
2020
SUMÁRIO
1) Objetivo ......................................................................................................4
2) Introdução...................................................................................................4
3) Desenvolvimento........................................................................................5
3.1) Modelo: Lavador de Ar Convencional (air washer).........................5
3.2) Modelo: Lavador tipo Torre com Enchimento (scrubber)..............6 
3.3) Modelo: Ciclone Úmido......................................................................7
3.4) Modelo: Ciclone Úmido com Ventilador (separador dinâmico)....8
3.5) Modelo: Separador Úmido (tipo de orifício).....................................9
3.6) Modelo: Precipitador Dinâmico (tipo úmido).................................10
3.7) Modelo: Lavador de Gases Venturidro ..........................................11
4) Conclusão ................................................................................................12
5) Bibliografia ...............................................................................................13
1) OBJETIVO
O presente trabalho tem como objetivo a descrição e exemplificação dos Lavadores de Gases, levando a sua compreensão e facilitando sua escolha em diferentes casos quando necessário.
2) INTRODUÇÃO
 A demanda de energia e a existência de inúmeros processos de transformação da matéria-prima, face aos avanços tecnológicos e às necessidades crescentes da sociedade, apresentou um aumento expressivo no consumo energético e de bens materiais desde a Revolução Industrial. Diante desse cenário, cresce a preocupação em todo o mundo com os impactos ambientais causados por essas atividades, sendo, a emissão de gases poluentes para a atmosfera, e a poluição atmosférica. 
As indústrias, necessitam de uma variedade de equipamentos para chegarem ao seu objetivo. Equipamentos que podem ser básicos a todas as indústrias e/ou também equipamentos específicos para cada processo industrial. 
Os vapores, gases e poeiras contidos no ar captados por certos equipamentos nas indústrias devem ser removidos dos mesmos, de modo que ele possa ser liberado no meio ambiente devidamente purificado sem que ofereça, portanto, riscos à saúde das pessoas e danos ecológicos (Macintyre, 1990).
Macintyre diz que, os equipamentos podem ser divididos nos seguintes grupos: Filtros de ar; Coletores de ar e Lavadores de Gases, Torres de Absorção, Condensadores, Depuradores, Precipitadores Hidrodinâmicos e Incineradores. 
Estes equipamentos são utilizados no controle de poluição do ar atmosférico, tendo como objetivo a remoção de materiais particulados de um determinado fluxo de gás, pela colisão destas partículas com gotas (normalmente água) de um meio de lavagem. As partículas rompem a tensão superficial das gotas através da colisão, ficando assim retidas em sua superfície. Logo, as partículas umidificadas, pelo aumento de sua massa e pela tendência a aglutinar, podem ser removidas por eliminadores de gotas.  
Serão tratados neste relatório os tipos de lavadores de gases e suas características. 
3) DESENVOLVIMENTO 
Alguns dos problemas encontrados em diversas empresas é a poluição do ar. Os coletores úmidos, lavadores de gases ou torres lavadoras tem o objetivo de captar pó ou gases poluentes (até em temperaturas elevadas). 
Macintyre descreve que, se tratando da captação de pó, a lama (ou lodo) que se forma no equipamento é removida com certa facilidade, podendo então em certas ocasiões ser reaproveitada, após o processo de secagem ou filtragem da mesma. Já quando se trata de gases solúveis (após sua dissolução na água) submetem-se cada gás a um tratamento químico específico, com o intuito de obter um sal ou então composto solúvel, onde o mesmo é filtrado para remoção e destinação final na pasta formada.
Podem ser do tipo: Lavador de ar convencional, lavador tipo torre com enchimento, ciclone úmido, ciclone úmido com ventilador, separador úmido (tipo de orifício), precipitador dinâmico (tipo úmido) e lavador de gases venturidro.
3.1) MODELO : LAVADOR DE AR CONVENCIONAL (AIR WASHER)
Este modelo de lavador (também designado por coletor úmido) é utilizado quando as partículas ultrapassam 10 micra e a concentração de pó é grande. Apesar disso, em certos casos, atendem partículas inferiores a 10 micra (1 a 10 micra).
Seu funcionamento é descrito da seguinte forma: o ar com partículas de poeira recebe uma quantidade de água pulverizada (bombeamento do próprio equipamento). Logo, no contato das partículas com a água, as mesmas caem, formando assim o lodo (posteriormente recolhido). Com a ajuda de um eliminador de gostas, as gotículas ficam restritas apenas ao lavador. Se o gás for solúvel, o mesmo de dissolve na água, posteriormente levando a solução a um tratamento químico (para obtenção de um composto insolúvel).
De acordo com Macintyre funcionam nas seguintes condições:
- Perda de carga do ar: 0,25 a 1” de água;
- Velocidade do ar: 2 a 3,5 m.s^(-1);
- Pressão nos aspersores: 1 a 2 Kgf/cm² ;
- Vazão necessária de água: 5 a 10 gpm por 1000 gpm de ar a 20ºC;
Figura 1: Lavador de ar convencional
Fonte: https://www.solucoesindustriais.com.br/lista/lavador-de-gases
3.2) MODELO : LAVADOR TIPO TORRE COM ENCHIMENTO (SCRUBBER)
Neste modelo o ar atravessa uma camada de enchimento (colméias), a qual recebe borrifação da água vinda dos aspersores, localizados acima delas. Adotando o sentido de baixo para cima, como indicado na figura 2.
De acordo com Macintyre, funcionam nas seguintes condições:
- Tamanho das partículas: 1 a 5 micra;
- Perda de carga do ar: 1,5 a 3,5” de água;
- Velocidade do ar: 1 a 1,5 fpm;
- Vazão de água: 5 a 10 gpm para 1000 cfm de ar a 20ºC;
Figura 2: Lavador de gases scrubber
Fonte: https://www.solucoesindustriais.com.br/images/produtos/imagens_10027/p_lavador-de-gases-preco-8.jpg
3.3) MODELO : CICLONE ÚMIDO
 Esse modelo se assemelha a um ciclone, onde há um sistema de borrifamento de água fazendo com que as partículas tendam a escorrer pela superfície do coletor ate a tremonha (peça coniforme). Quando formado a lama ou pasta, as mesmas são removidas pela abertura inferior da tremonha.
De acordo com Macintyre funcionam nas seguintes condições:
- Tamanho das partículas: 1 a 5 micra;
- Perda de carga do ar: 2,5 a 6” de água;
- Vazão de água: 3 a 5 gpm para 1000 cfm de ar a 20ºC;
Figura 3: Lavador ciclone úmido. 
Fonte: https://www.solucoesindustriais.com.br/images/produtos/imagens.jpg
3.4) MODELO : CICLONE ÚMIDO COM VENTILADOR (SEPARADOR DINÂMICO)
Este modelo difere do anterior por possuir um rotor helicoidal no interior do ciclone, fazendo com que as partículas em trajetória se choquem com as paredes do ciclone, e no momento já umedecidas pelos aspersores, escoam para o inferior da tremonha (formando a lama ou pasta).
De acordo com Macintyre funcionam nas seguintes condições:
- Tamanho das partículas: 1 a 2 micra;
- Vazão de água: 0,5 a 1 gpm para cada 1000 cfm de ar a 20ºC;
Figura 4: Lavador ciclone úmido com ventilador
Fonte: http://ecotechsystem.com.br/site/equipamentos/ciclones-e-multiciclones/
3.5) MODELO : SEPARADOR ÚMIDO (TIPO DE ORIFICIO)
Este modelo possui um ventilador de pressão elevada e pela sua ação, antes de alcançar a boca de saída, o ar passa pelo interior de uma camada de água. Logo se forma a lama ou pasta que assim como os outros,posteriormente é retirada.
De acordo com Macintyre funcionam nas seguintes condições:
- Tamanho das partículas: 1 a 5 micra;
- Vazão de água: 10 a 40 gpm para 1000 cfm de ar a 20ºC;
Figura 5: Separador úmido (tipo de orifício)
Fonte: MACINTYRE, 1990.
3.6) MODELO : PRECIPITADOR DINÂMICO (TIPO ÚMIDO)
Este modelo possui um ventilador que lança as partículas em suspensão no ar para a periferia, aderindo a gotículas de água lançadas na entrada do rotor pelo aspersores (ou pulverizadores). Em seu fundo cônico deposita-se a lama ou pasta que é formada durante o processo, onde posteriormente é retirada.
De acordo com Macintyre funcionam nas seguintes condições:
- Empregado para concentrações de pó inferiores a 1 grão por pé cúbico;
- Perda de carga: <25 mm ca.
- Rendimento: aproximadamente 95% (partículas menores que 2 micra);
- Vazão de água: 0,5 a 1 galão por 1000 pés cúbicos de gás poluído;
Figura 6: Coletor
Fonte: MACINTYRE,1990.
3.7) MODELO : LAVADOR DE GASES VENTURIDRO 
Esse modelo possui um ótimo rendimento. O sistema desse modelo possui venturis para a formação do vácuo e assim o arraste do ar pela água para o interior do recipiente exaustor. Devido o bombeamento da água em circuito fechado, proporcionam uma depressão de aproximadamente 50 mm ca.
Ao penetrar no lavador, recebe a incidência do jato d’água no sentido do escoamento e desce para a câmara inferior impactando com a água ali presente. Logo o ar sobe ao longo de uma zona de turbulência, recebendo jatos de água pulverizada, em sentido oposto ao escoamento. A água retorna a câmara inferior e assim retorna ao ciclo, formando um circuito fechado.
Caso haja uma grande quantidade de concentração de gases ou vapores poluentes, existe a possibilidade de se realizar uma pré-lavagem no duto que desemboca no lavador.
Esse modelo funciona segundo o principio da conservação de energia para líquidos e a equação de Torricelli.
De acordo com Macintyre funcionam nas seguintes condições:
- Rendimento: alto rendimento;
- Vazão de água: 1000 a 30000 m³/h e até maior capacidade;
Figura 7: Lavador de gases Venturidro
Fonte: http://www.belfano.com.br/wp-content/uploads/2014/09/Lavador-esquema-de-funcionamento.jpg
4) CONCLUSÃO
Dados os modelos de lavadores de gases, vê-se que para a seleção dos equipamentos nas indústrias parte da necessidade de cada processo. São equipamentos que requerem pouca manutenção e cuidado, entretanto devem-se tomar todas as precauções para evitar a formação e proliferação de bactérias que podem ser fatais. Logo, a escolha dos lavadores se dá basicamente a partir das características dos poluentes e gases a serem tratados, eficiência requerida, perda de carga, sólidos contidos na entrada e saída,  custo de energia e operação. 
Este relatório buscou demonstrar todos os funcionamentos, modelos e conceitos dos lavadores de gases utilizados nos processos industriais. 
5) REFERÊNCIAS 
MACINTYRE, A. J. Ventilação Industrial e Controle da Poluição, LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., Rio de Janeiro, RJ, 1990.
https://www.solucoesindustriais.com.br/lista/lavador-de-gases-para-amonia - acessado 25/03/19.
https://www.solucoesindustriais.com.br/images/produtos/imagens_10027/p_lavador-de-gases-preco-8.jpg - acessado 25/03/19
http://ecotechsystem.com.br/site/equipamentos/ciclones-e-multiciclones/ - acessado 30/03/19
http://www.belfano.com.br/wp-content/uploads/2014/09/Lavador-esquema-de-funcionamento.jpg - acessado 30/03/19