Produtos Químicos

A separação de partículas é necessária para a produção e processamento (secagem, moagem e classificação) de uma ampla variedade de produtos distintos na produção de pós químicos orgânicos e inorgânicos. Estes incluem pigmentos e corantes, fertilizantes derivados de fósforo e potássio, hidróxidos e óxidos metálicos, como hidróxidos de lítio e óxidos de zinco, carbonetos, como carboneto de tungstênio, plásticos, entre outros.

A secagem apresenta problemas significativos de separação para pós químicos, especialmente em leitos fluidizados, secadores por pulverização, rotativos e de flash.
 

Secagem em Leito Fluidizado

Os designs de leito fluidizado normalmente incluem ciclones de processo com um sistema de despoeiramento final (Filtro de Mangas, ESP, Scrubber Úmido, Ciclones de Alta Eficiência). A função de um ciclone de processo é separar o fluxo de exaustão do leito fluidizado dos produtos secos. A fração de produto que escapa para o sistema de despoeiramento final apresenta desafios operacionais, como a contaminação cruzada do produto ao rodar pós e os custos de tempo de inatividade para limpar filtros que frequentemente entopem na presença de alta humidade e/ou pós pegajosos, como é o caso de vários compostos orgânicos, como o pó de ácido sulfanílico. Quando o produto capturado não pode ser imediatamente recuperado, a gestão de resíduos ou fluxos secundários é outro problema a ser resolvido.

Um dos desafios operacionais apresentados pela fração de produto que escapa para o sistema de despoeiramento final é o potencial de contaminação cruzada do produto, particularmente ao lidar com pós rotativos. Além disso, a presença de alta humidade e/ou pós pegajosos muitas vezes leva ao entupimento frequente dos filtros de mangas, resultando em custos de tempo de inatividade associados à limpeza. Isso é especialmente verdade para compostos orgânicos, como o pó de ácido sulfanílico. Além disso, a gestão de resíduos ou fluxos secundários torna-se outro problema quando o produto coletado não pode ser imediatamente recuperado.

Para enfrentar esses desafios, os ciclones coletores são o método preferido para recuperar esses pós muito finos na etapa final devido à sua capacidade de capturar o pó de forma direta e higiénica. Ao contrário dos filtros de mangas, precipitadores eletrostáticos (ESPs) ou scrubbers húmidos, os ciclones oferecem maior robustez e podem ser facilmente e automaticamente limpos, minimizando o risco de contaminação cruzada do produto e reduzindo os custos operacionais e o tempo de inatividade.

No entanto, ao lidar com pós com um diâmetro médio em volume (MVD) inferior a 10µm, as perdas resultantes da baixa eficiência do ciclone podem aumentar significativamente, traduzindo-se em altos custos. Mesmo para processos que envolvem produtos químicos menos caros, onde as perdas podem não ser tão onerosas financeiramente, é crucial considerar o impacto ambiental e a responsabilidade social.

Limites restritos de emissões para uma ampla gama de substâncias necessitam ainda mais da necessidade de filtros de estágio final altamente eficientes para garantir a conformidade com as regulamentações ambientais. Ao avaliar opções para esses sistemas de despoeiramento final, é importante considerar suas respectivas vantagens, desvantagens, bem como os custos de investimento e operacionais.
 

	Ciclones e Multiciclones | Problema: Baixa Eficiência + Baixo custo, fácil de operar e limpar. Permitem paradas rápidas e rotação de produtos. - Baixa eficiência para partículas pequenas (<10μm) levando ao não cumprimento dos limites de emissão. Ciclones regulares disponíveis no mercado não são uma opção para controle de emissões.
	Filtros de Mangas e Cerâmicos | Problema: Custos de Operação e Manutenção + Filtros de mangas são muito eficientes (> 99,9%) e garantem conformidade com uma ampla gama de limites de emissão. - Exigentes em termos de condições de temperatura e humidade: o produto pode facilmente aderir às mangas se houver condensação. - Manutenção é trabalhosa e demorada. - Contaminação cruzada quando há rotação de produto.
	ESPs | Problema: Alto Investimento + Alta eficiência de coleta mesmo para partículas pequenas. + Ausência de resíduos de filtro é ambientalmente responsável. - Caro para comprar, instalar, manter e operar. - Riscos associados a faíscas e explosões devido à fonte de energia.
	Wet Venturi Scubbers and WESPs | Problem: Secondary Pollution + Podem funcionar bem para uma variedade de condições operacionais. - Não é possível recuperar produto de um scrubber húmido. - Poluição secundária da água é um problema operacional adicional que requer uma instalação de tratamento de água.

Para a separação de primeiro estágio, os clientes precisam do melhor desempenho possível nos ciclones de processo para minimizar o arraste de finos para a etapa final. Para o despoeiramento final, sempre que possível, os finos devem ser recuperados em um sistema de ciclone de alta eficiência.

As soluções da ACS incluem ciclones de processo de altíssima eficiência para maximizar o rendimento. Os ciclones da ACS para a etapa final também são uma alternativa real a outros filtros de policiamento, dependendo dos limites de emissão requeridos e do tamanho das partículas do produto (<30mg/Nm³ é alcançável), maximizando assim o rendimento de toda a linha de produção.

Configurações alternativas de secagem em leito fluidizado
Layouts alternativos incluem reaquecimento e reinjeção do fluxo sob o leito. Mesmo nesses casos, o ar precisa estar limpo de partículas finas para evitar entupimentos que levam a paradas de manutenção caras e não planejadas. Além disso, o fluxo de exaustão do leito fluidizado para a chaminé precisa ser limpo para conformidade com os limites de emissão.

Secagem por Pulverização