Purificador de gás úmido
O que é ?
A limpeza úmida (ou absorção) é uma transferência de massa entre um gás solúvel e um solvente - geralmente água - em contato um com o outro. A depuração física é preferida para a recuperação química, enquanto a depuração química é restrita à remoção e redução de compostos gasosos. A esfrega físico-química assume uma posição intermediária. O composto é dissolvido no líquido absorvente e envolvido em uma reação química reversível, que possibilita a recuperação do composto gasoso.
Dependendo dos poluentes a serem removidos, vários líquidos de limpeza aquosos são usados, incluindo o seguinte:
Dependendo dos poluentes a serem removidos, vários líquidos de limpeza aquosos são usados, incluindo o seguinte:
- Água, para remover solventes e gases como halogenetos de hidrogênio ou amônia, com o objetivo principal de recuperar e reutilizar esses contaminantes.
- Soluções alcalinas (por exemplo, soda cáustica - ou seja, hidróxido de sódio - e carbonato de sódio), para remover compostos ácidos, como halogenetos de hidrogênio, dióxido de enxofre, sulfeto de hidrogênio (H2S), fenóis, cloro.
O valor do pH do purificador alcalino depende do poluente a ser removido; O pH é frequentemente mantido entre 8.5 e 9.5 (para SO2 remoção uma faixa de pH de 6.5-7.5 é necessária, enquanto para H2Remoção de S, um pH de 10 ou mais é necessário). O valor do pH não deve ser muito alto por causa da absorção de CO2 na água. Um valor de pH de 10 e acima causará o CO dissolvido2 estar presente na água como carbonato, fazendo com que a taxa de consumo alcalino aumente dramaticamente. O carbonato de cálcio também se depositará nas juntas, aumentando a queda de pressão. Para evitar isso, água amolecida pode ser usada em um purificador de gás alcalino. - Soluções oxidativas alcalinas , ou seja, soluções alcalinas com oxidantes, como hipoclorito de sódio (NaOCl), dióxido de cloro (ClO2), ozônio (O3) ou peróxido de hidrogênio (H2O2); estes são particularmente indicados para a remoção de odores.
- Soluções de hidrogenossulfito de sódio , para remover o odor (por exemplo, aldeídos).
- Soluções ácidas , para remover compostos alcalinos, por exemplo, amônia, aminas e ésteres. A dosagem do ácido é feita por meio da regulação do pH. Na maioria dos casos, o pH é mantido entre 3 e 6. Ácido sulfúrico (H2SO4) é frequentemente o ácido de escolha por razões econômicas. Para aplicações específicas, por exemplo, a remoção de NH3, ácido nítrico (HNO3) é usado.
- Soluções de monoetanolamina e dietanolamina , adequado para a absorção e recuperação de sulfureto de hidrogênio.
- Solventes orgânicos com baixa volatilidade , por exemplo, nonano resfriado para a recuperação de VOCs leves, como butanos e pentanos.
- Purificadores de embalagem fibrosa;
- Purificadores de leito móvel;
- Purificadores de leito pré-embalado;
- Purificadores de placas de impacto;
- Torres de pulverização.
- Requisitos para eficiência de desempenho,
- Necessidades de energia,
- Reagentes,
- Propriedades do fluxo de gases residuais.
Design, manutenção e eficiência
Um projeto ideal de sistemas de depuração para atingir baixas concentrações de saída inclui alta confiabilidade, operação automática e fluxo em contracorrente de líquido e gás. Os purificadores são comumente operados com pré-resfriadores (por exemplo, câmaras de pulverização e resfriadores) para diminuir a temperatura do gás de entrada e simultaneamente saturar o fluxo de gás, evitando assim taxas de absorção reduzidas e evaporação do solvente. Esses dispositivos adicionais exercem baixas quedas de pressão.
A eficiência de redução dos lavadores de gás depende do tempo de residência do gás na seção de absorção, o tipo de embalagem usada, a relação líquido-gás (L / G), a taxa de atualização, a temperatura da água e a adição de produtos químicos.
No caso de depuradores oxidativos alcalinos, a eficiência de redução depende da capacidade de oxidação dos compostos e do tempo de residência no depurador. Um aumento no tempo de residência requer instalações maiores e maiores custos de investimento. Os testes piloto são essenciais para obter um bom design.
O consumo de água de lavagem depende em grande parte das concentrações de entrada e saída de compostos gasosos. As perdas por evaporação são determinadas principalmente pela temperatura e umidade do fluxo de gás de entrada. O fluxo de gás que sai é, na maioria dos casos, completamente saturado com vapor d'água.
A lavagem gera águas residuais que precisam de tratamento, se o líquido de lavagem com seu conteúdo não for usado de outra forma.
A medição de rotina é necessária para:
Ao usar um purificador oxidativo alcalino com NaOCl, vapores tóxicos de cloro podem ser formados em valores de pH baixos. Um purificador alcalino pode então ser colocado em série com o purificador oxidativo alcalino para remover esses vapores de cloro.
A absorção é aprimorada por:
A eficiência de redução dos lavadores de gás depende do tempo de residência do gás na seção de absorção, o tipo de embalagem usada, a relação líquido-gás (L / G), a taxa de atualização, a temperatura da água e a adição de produtos químicos.
No caso de depuradores oxidativos alcalinos, a eficiência de redução depende da capacidade de oxidação dos compostos e do tempo de residência no depurador. Um aumento no tempo de residência requer instalações maiores e maiores custos de investimento. Os testes piloto são essenciais para obter um bom design.
O consumo de água de lavagem depende em grande parte das concentrações de entrada e saída de compostos gasosos. As perdas por evaporação são determinadas principalmente pela temperatura e umidade do fluxo de gás de entrada. O fluxo de gás que sai é, na maioria dos casos, completamente saturado com vapor d'água.
A lavagem gera águas residuais que precisam de tratamento, se o líquido de lavagem com seu conteúdo não for usado de outra forma.
A medição de rotina é necessária para:
- A queda de pressão no depurador, como meio de descobrir anomalias operacionais que podem exigir manutenção;
- A taxa de fluxo da água de compensação do purificador;
- A taxa de fluxo de água reciclada;
- A taxa de fluxo do reagente;
- Em alguns casos, pH, temperatura, condutividade elétrica e potencial de redução.
Ao usar um purificador oxidativo alcalino com NaOCl, vapores tóxicos de cloro podem ser formados em valores de pH baixos. Um purificador alcalino pode então ser colocado em série com o purificador oxidativo alcalino para remover esses vapores de cloro.
A absorção é aprimorada por:
- Superfícies de contato maiores;
- Razões líquido / gás mais altas;
- Concentrações mais altas no fluxo de gás;
- Temperaturas mais baixas.
Aplicabilidade
A lavagem oxidativa alcalina é usada em setores como a indústria de alimentos, matadouros, produção de agentes aromatizantes e indústria têxtil.
tabela 1 mostra os limites e restrições de aplicação associados à lavagem úmida (adaptado de EIPPCB, 2016, Tabela 3.307).
Tabela 1. Limites e restrições de aplicação associados à lavagem úmida.
tabela 1 mostra os limites e restrições de aplicação associados à lavagem úmida (adaptado de EIPPCB, 2016, Tabela 3.307).
Tabela 1. Limites e restrições de aplicação associados à lavagem úmida.
| Questão | Limites / Restrições |
|---|---|
| Fluxo de gás (Nm3/ h) | 50-500000 |
| Temperatura (° C) | 5-80 |
| Pressão (MPa) | Atmosférico |
| Queda de pressão (mbar) | ~ 12 |
| Conteúdo de partículas (mg / Nm3) | <10 |
