Ciclones são equipamentos largamente empregados na separação de partículas do ar ou na limpeza de gases de processos por ação da força centrífuga. Neste trabalho, um ciclone lavador modificado foi projetado, construído, e sua eficiência de coleta de partículas foi avaliada. O equipamento consiste de um ciclone separador tipo Americano com triplo cone, em cujo corpo cilíndrico foram introduzidos bicos nebulizadores de água. Graças a essa configuração ele pode ser usado em galpões industriais, apresenta facilidade de construção e operação e baixo custo. O autor projetou esse ciclone objetivando não somente a eficiência de coleta, mas também a compacidade, o baixo consumo de água e de eletricidade, a possibilidade de purificação de gases ou vapores tóxicos, e ainda, o resfriamento de gases quentes pela umidificação até a saturação, de acordo com os fundamentos da separação de poeiras empregada nos scrubbers úmidos. O estudo consistiu de uma avaliação experimental das condições de operação à temperaturas ambiente e superiores à ambiente, variando também a altura da chaminé e a vazão de água de umidificação da poeira. Os ensaios foram realizados em duas etapas. Na primeira, objetivou-se identificar as melhores condições de operação usando todo o potencial de variação do equipamento, e empregando um projeto fatorial de três fatores (three-way). A segunda etapa objetivou-se estimar a eficiência de coleta do ciclone lavador usando como poluente, partículas de quartzo micronizado com diâmetro médio de 7,48 µm. A concentração de partículas no gás foi de 20 a 100 mg/m3 de ar. Foi obtida uma eficiência média de 97.07±1.03 %, para 4 bicos nebulizadores, 4 aquecedores em funcionamento e altura da chaminé 645 mm, para uma vazão de gás 0,358 m3/s de gás. Concluindo a modificação do projeto aumento a eficiência de coleta de aproximadamente 70 % ,em ciclones secos, para 97,07 %. / Cyclones are devices widely employed to separate and collect particles from the air or for cleaning up gases for processes by the action of centrifugal force. In this work a modified cyclone washer was designed, fabricated, and its collection efficiency evaluated. This equipment consists of an Americantype cyclone separator with a triple cone into whose cylindrical body a spray nozzle was introduced. Thanks to its configuration, it can be used in industrial warehouses and is fairly simple to build and operate, as well as inexpensive. The author designed this cyclone with a view not only to efficiency but also compactness, low water and electricity consumption, the possibility of toxic gas or vapor absorption, the cooling of hot gases and aerosol humidification up to saturation, according to fundamentals of dust separation with wet scrubbers. The study consisted of an experimental evaluation of the operating conditions at ambient and higher than ambient temperatures, changing the chimney height and water flow rate, with the purpose of humidifying dust. The tests were carried out in two steps. The first step aimed to identify the best operating condition using the entire potential variation and employing a three-way factorial design. The second step aimed to estimate the efficiency of the cyclone washer was evaluated in the collection of micronized quartz particles with an average diameter of 7.48 µm. The amount of particles varied from 20 to 100 mg/m3 of air. An average efficiency of 97.07±1.03 % was obtained with four spray nozzles, with its four heaters turned on, chimney height of 0.645 m and 0.358 m3/s of gas. In conclusion, the design modification had increased the collection efficiency from about 70 %, in dry cyclones, to 97.07 %.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-22072007-142950 |
| Date | 11 October 2006 |
| Creators | Majewski, Ryszard |
| Contributors | Taqueda, Maria Elena Santos |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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