61- Separador gasoso-sólido de espiral multifatorial para projeto de desulfuração e denitração a seco dos gases de combustão em caldeiras de leito fluidizado

Para o ar de entrada dos reatores de remoção de nitrogênio e enxofre por catálise a seco, é necessário que a quantidade de poeira transportada pelo ar seja a menor possível. Isso evita que a poeira se acumule gradualmente na parte superior do reator, o que prejudica a eficiência da reação de remoção de nitrogênio e enxofre por catálise. Além disso, isso também aumenta a pressão necessária para o funcionamento do reator.

Para a purificação do ar de entrada nos reatores de desulfuração e denitração catalítica de gases de alta temperatura, o arranjo tradicional de equipamentos de separação consiste em um peneira de mangas + um coletor eletrostático de alta pressão. E poucas empresas ousam adotar separadores de ciclone padrão. Acredita-se que isso se deva ao fato de que os separadores de ciclone padrão desenvolvidos por muitas empresas nacionais têm uma eficiência real de separação inferior a 70% do valor projetado; há uma grande diferença entre a eficiência de projeto e a eficiência real de funcionamento. Mas, como todos sabem, os coletores eletrostáticos de alta pressão não conseguem lidar com fluxos elevados de gases poluídos e níveis altos de poeira. Além disso, a eficiência desses coletores eletrostáticos diminui rapidamente em condições de alta temperatura ； Portanto, antes do coletor eletrostático de alta pressão, é necessário instalar um coletor de pó em saco para remover previamente a maior parte das partículas de poeira.

No entanto, os coletores de pó de tipo saco precisam de jatos de ar comprimido para a limpeza, e alguns cantos difíceis de acesso também exigem limpeza intermitente com ar comprimido. Purgadores de pó de tipo saco para altas temperaturas: têm grande volume, ocupam muito espaço, possuem muitos componentes de controle por programa, seu custo é elevado, e também tendem a apresentar falhas em condições de alta temperatura. As empresas geralmente projetam um veículo em funcionamento e outro como reserva; algumas empresas, inclusive, não possuem veículo de reserva. Os proprietários relataram que, durante os minutos ou até dezenas de minutos em que o coletor de pó do tipo saco é ativado para limpeza, a concentração de poeira no gás produzido aumenta drasticamente. Isso faz com que a concentração de poeira nos gases que entram no coletor eletrostático seja muito alta. O coletor eletrostático não consegue lidar com essas condições, o que resulta em uma concentração excessiva de poeira nos gases produzidos por ele.

Portanto, surgiu agora um processo aprimorado para a remoção seca de partículas dos gases emitidos por caldeiras a carvão com leito fluidizado, que consiste em: coletor de pó de tipo saco + separador gasoso-sólido de tipo ciclônico com vários fatores + coletor eletrostático de alta pressão. O separador de tipo ciclônico com vários fatores também pertence à categoria dos separadores dinâmicos. No entanto, como a distribuição da velocidade do fluido dentro do corpo do separador é muito mais uniforme em comparação com os ciclones convencionais de grande diâmetro, e como o raio de rotação e a velocidade angular do fluido são muito maiores, a eficiência de separação, a estabilidade operacional e a flexibilidade de funcionamento desse separador são significativamente superiores aos dos ciclones convencionais.

O motivo pelo qual o separador de espiral multifatorial é instalado entre o separador a sacos e o coletor eletrostático é o seguinte: 1. Quando o separador a sacos está em modo de limpeza reversa, uma grande quantidade de poeira que escapa dele pode ser removida eficientemente dos gases de escape por meio do separador de espiral multifatorial, evitando assim que grande quantidade de poeira chegue ao coletor eletrostático. 2. Após a configuração do separador de tipo ciclônico com vários fatores, o coletor de pó em formato de saco, que no plano original deveria ter um unidade em funcionamento e outra de reserva, pode passar a não precisar de unidade de reserva. 3. Após a remoção da grande maioria das partículas de poeira por meio do separador de ciclone multifatorial, as pouquíssimas partículas de poeira restantes entram no coletor eletrostático. Este dispositivo possui uma eficiência elevada na captura de pequenas partículas, o que permite uma remoção precisa das partículas de poeira presentes nos gases de escape. 4. Embora o separador de tipo ciclônico de vários fatores já seja amplamente utilizado internacionalmente para a separação eficiente entre gases e sólidos, considerando que muitas empresas no país não têm conhecimento suficiente sobre esse tipo de separador, sua utilização entre os métodos de remoção de poeira por sacos e por eletrostática pode demonstrar, por meio de fatos concretos, sua eficácia real para essas empresas. A premissa é que o separador de mãe e filho de ciclone multifatorial deve ter seu design de plataforma de sistema realizado por meio de cálculos dinâmicos precisos.

Quanto à purificação dos gases de escape dos reatores de desulfuração e denitração catalítica a seco em caldeiras de leito fluidizado, o objetivo é recuperar as partículas de catalisador que são eliminadas com os gases de escape durante o processo de reação, para que possam ser reutilizadas nos reatores catalíticos. Por um lado, contribui significativamente para a redução dos custos operacionais; por outro lado, também impede que as emissões de fumaça contenham níveis excessivos de poeira e íons metálicos. Como todos podem imaginar, a purificação dos gases de escape do reator de desulfuração e dessulfurização catalítica a seco em caldeiras de leito fluidizado também pode seguir o mesmo processo de purificação dos gases de entrada desse reator. Em tese, é possível. No entanto, a relação custo-benefício é muito baixa. Além disso, o valor dos projetos EPC realizados por empresas especializadas em questões ambientais é limitado, o que torna impossível a utilização de todos os componentes como “coletor de pó em sacos + separador de fluxo rotativo com vários fatores + coletor eletrostático”. No processo combinado de “purificador de pó em saco + separador de espiral multifatorial + purificador eletrostático”, apenas o separador de espiral multifatorial não requer veículos adicionais, nem peças de reposição para manutenção, podendo operar de forma contínua, eficiente e estável 24 horas por dia. Portanto, o separador de tipo ciclônico multifatorial tornou-se, nos últimos anos, a opção preferida para a captura e recuperação de catalisadores nos processos de dessulfuração e denitração catalítica a seco.

Aqui, como exemplo, discute-se em detalhes o separador de tipo ciclone com múltiplos fatores utilizado para a recuperação de catalisadores em um determinado processo de desulfuração e denitração por catálise a seco. Condições de operação: 1. Vazão de ar: 130000 m^3/h; 2. Temperatura: 170℃ ； 3. Pressão: 5kPaG ； 4. Densidade dos gases de escape: 0,83 kg/m³; 5. Densidade aparente do catalisador: ~800 kg/m³; 6. A quantidade de catalisador presente nos gases de escape é de ~500 mg/m³. A eficiência de separação deve ser de pelo menos 90%.

A figura abaixo é um trecho do documento técnico apresentado por uma empresa especializada em tecnologias de separação dinâmica, para um fornecedor de sistemas de dessulfuração e denitração por catalise seca: trata-se de um esquema de separação por uso de ciclones multifatoriais

Este tópico foi editado pela última vez por luoli519 em 16/05/2018, às 12:43. Aqui está mais um gráfico que mostra a tecnologia de separação por ciclone múltiplo utilizada para a recuperação de catalisadores no processo de desulfuração e denitração catalítica a seco, fornecida por uma empresa especializada em dinâmica de processos:

De acordo com a tabela de dados, os principais indicadores técnicos desse separador de tipo ciclônico multifatorial são: 1. Queda de pressão durante o funcionamento: 0,622 psi； 2. Eficiência de separação: remoção de 100% das partículas com tamanho de 8 micrômetros ou mais; a concentração de partículas no fluxo de ar de saída não excede 30 mg/m³. 3. Os indicadores de flexibilidade operacional deste separador de tipo ciclônico multifatorial são: carga máxima/carga mínima = 4, ou seja, a faixa de flexibilidade é ampla.