1) O documento descreve velas utilizadas para remover partículas líquidas e sólidas em suspensão em correntes gasosas, especialmente em plantas de ácido sulfúrico. 2) As velas funcionam por meio de impacto inercial, interceptação direta e difusão browniana para capturar gotículas menores que 3 μm. 3) O documento discute o dimensionamento, teste e modelo de velas, incluindo perfis de enrolamento e estudos sobre drenagem e coleta de partículas.

2. Fiberbed®: Velas
E suas aplicações no Ácido Sulfúrico

3. Índice
• Descrição das Velas
• Desenhos Esquemáticos
• Velas em Plantas de Ácido Sulfúrico
• Dimensionamento e Teste das Velas
• Estudo de Modelo de Velas
• Velas Bottom DrainerTM(pat.req.)
Eliminadores de Névoas de Difusão
E suas aplicações no Ácido Sulfúrico

4. Descrição das Velas
Fiberbed®
E suas aplicações no Ácido Sulfúrico

5. Fiberbed®
Descrição das Velas
Função das Velas

6. Descrição das Velas
Função
• Remoção de partículas líquidas e
sólidas solúveis em suspensão em
correntes gasosas.
•Em especial, partículas de névoas de
diâmetros menores que 3 µm

7. Descrição das Velas
INLET GAS
GAS OUTLET
INLET
GAS
+
LIQUID
OUTLET
GAS
OUTLET
LIQUID
LIQUID
OUTLET
Princípio de Funcionamento

8. Descrição das Velas
Mecanismos de Funcionamento
Impacto Inercial Interceptação Direta
Difusão Browniana

9. Impacto Inercial
Stokes Number:

10. Interceptação Direta

11. Difusão Browniana

12. Desenhos Esquemáticos
Vela
E suas aplicações no Ácido Sulfúrico

13. Corte do leito
Esquemático
Camadas daVela:
• Manta de Captação: captura as gotículas maiores,
reduzindo a quantidade de névoa que segue à
camada de captação;
• Fibra de Captação: Efetivamente, responsável pela
captação das gotículas pequenas
• Camada de drenagem: maior facilidade de dreno e
redução substancial dos re-arrastes

14. Descrição funcionamento
Esquemático
Standing
Apoiada
Espelho
Exit Velocity VE
Exit Velocity VE
Core Velocity
VC
Bed Velocity
VB
VA

15. Descrição funcionamento
Esquemático
Hanging
Pendurada
Espelho
Approach Velocity VAApproach Velocity VA
Core Velocity VC
Bed Velocity VB
VE

16. Operação Dual-bed
Esquemático
Detalhes de projeto:
Aumento da área de filtração em 30% a
40%
Apresenta menor perda de carga
comparado a equipamentos standards
Igual ou melhor eficiencia de separação.
Core velocities e exit velocities tem de ser
levadas em consideração

17. Drenos selados
Drenagem
P - ΔP
P l
h
F
f
d
D

18. Velas em Plantas de
Ácido Sulfúrico
Vela
E suas aplicações no Ácido Sulfúrico

19. Final
Necessidades da vela
1° Leito
2° Leito
3° Leito
4° Leito
ResfriamentodeGás
Trocadores
de Calor
VELAS NAS TORRES:
ABSORÇÃO INTERMEDIÁRIA ABSORÇÃO FINAL
Queimador
Conversor Intermediária

20. Final
Queimador
Conversor Intermediária
Necessidades da vela
1° Leito
2° Leito
3° Leito
4° Leito
ResfriamentodeGás
Trocadores
de Calor
VELAS NAS TORRES:
ABSORÇÃO INTERMEDIÁRIA ABSORÇÃO FINAL
•A torre de Absorção
Intermediária é onde
ocorre a maior
formação de
condensado Ácido
•A Velocidade do gás
arrasta condensado
na forma de Mist fino
•O Mist é altamente
Corrosivo

21. Final
Queimador
Conversor Intermediária
Necessidades da vela
1° Leito
2° Leito
3° Leito
4° Leito
ResfriamentodeGás
Trocadores
de Calor
VELAS NAS TORRES:
ABSORÇÃO INTERMEDIÁRIA ABSORÇÃO FINAL
Ponto de Maior
Condensação da Planta
•A torre de Absorção
Intermediária é onde
ocorre a maior
formação de
condensado Ácido
•A Velocidade do gás
arrasta condensado
na forma de Mist fino
•O Mist é altamente
Corrosivo

22. Final
Queimador
Conversor Intermediária
Necessidades da vela
1° Leito
2° Leito
3° Leito
4° Leito
ResfriamentodeGás
Trocadores
de Calor
VELAS NAS TORRES:
ABSORÇÃO INTERMEDIÁRIA ABSORÇÃO FINAL
Arraste provocado
pelo Gás
•A torre de Absorção
Intermediária é onde
ocorre a maior
formação de
condensado Ácido
•A Velocidade do gás
arrasta condensado
na forma de Mist fino
•O Mist é altamente
Corrosivo

23. Final
Queimador
Conversor Intermediária
Necessidades da vela
1° Leito
2° Leito
3° Leito
4° Leito
ResfriamentodeGás
Trocadores
de Calor
VELAS NAS TORRES:
ABSORÇÃO INTERMEDIÁRIA ABSORÇÃO FINAL
•Razões Ambientais:
Impedem que haja
emissão excessiva
de Poluentes

24. Final
Necessidades da vela
1° Leito
2° Leito
3° Leito
4° Leito
ResfriamentodeGás
Trocadores
de Calor
VELAS NAS TORRES:
ABSORÇÃO INTERMEDIÁRIA ABSORÇÃO FINAL
Queimador
Conversor Intermediária
Problemas nas Plantas devido à:
Secagem Inadequada, furos nos Trocadores de
Calor, furo nos Superaquecedores, entrada de
Ar Atmosférico na Tubulação, entre outros,
serão refletidos especialmente na Torre
Intermediária.

25. Dimensionamento e
Teste das Velas
Vela
E suas aplicações no Ácido Sulfúrico

26. Dimensionamento
Fiberbed® Clark Solutions
(vista interna)

27. Dimensionamento
Detalhes Principais
• Estrurtura Metálica e Construção
• Densidade adequada para a Fibra
• Homogeneidade da Fibra
• Cálculo das Dimensões da Vela
• Cálculo da Quantidade de Fibra
• Cálculo da Perda de Carga
Fiberbed® Clark Solutions
(vista interna)

28. Homogeneidade da Fibra
Termografia

30. Avaliações Técnicas
Schematic of
8 stage cascade
impactor

32. Restrições de processo
Perda de carga
disponível no sistema
Perda de carga
fornecida pelas velas
Necessário adaptar elementos filtrantes para adequar perda de carga
Há possibilidade para construir Velas feitas sob medida para Operação da
Perda de Carga e/ou eficiências requeridas pelo Processo
Revamps

33. Stick Test – Caso Real
1
Início de sobrecarga causada por vazamento

34. Stick Test – Caso Real
2
Sobrecarga satura elementos, causando maior re-arraste

35. Stick Test – Caso Real
3
Vazamento é reparado, eliminando sobrecarga

36. Stick Test – Caso Real
4
Funcionamento dos elementos voltou a estabilizar

37. Stick Test – Caso Real
4
Funcionamento dos elementos voltou a estabilizar
Conclusão:
A Sobrecarga nas Velas derivou-se de
um Problema em outra etapa do
processo, que quando sanado, as
Velas retornaram a seu
funcionamento ideal

38. Estudo de Modelo de
Velas
Vela
E suas aplicações no Ácido Sulfúrico

39. Fonte: G.Boles, Effect of fiberbed winding pattern on pressure drop, 2005, with permission from Sulfuric Acid Today
Perfis de Enrolamento

40. Perfis de Enrolamento
Fonte: G.Boles, Effect of fiberbed winding pattern on pressure drop, 2005from Sulfuric Acid Today

41. Ampliação da Fibra

42. Ampliação da Fibra
Detalhe para distribuição aleatória de fios

43. Fenômeno de drenagem e coleta ocorre em escala microscópica e não
macroscópica.
Drenagem
Gotícula de 1µ 1 Vela
Bola de futebol 2500 Campos

44. Drenagem
Angulação da fibra
auxiliaria a drenagem?

45. Drenagem
Fonte: B.J.Mullins, I.E. Agranovski, R.D. Braddock, C.M. Ho, Effect of fiber orientation on fiber wetting processes (2003)

46. Drenagem
Fonte: B.J.Mullins, I.E. Agranovski, R.D. Braddock, C.M. Ho, Effect of fiber orientation on fiber wetting processes (2003)

47. Drenagem
Fonte: B.J.Mullins, I.E. Agranovski, R.D. Braddock, C.M. Ho, Effect of fiber orientation on fiber wetting processes (2003)

48. Coleta

49. Coleta

50. Coleta

51. Coleta

52. Coleta

53. Coleta

54. Coleta

55. Coleta

56. Coleta

57. Coleta

58. Velas BottomDrainerTM
Vela
E suas aplicações no Ácido Sulfúrico

59. Gaiola Externa
Gaiola Interna
Fibra de Captação
Se entendemos a Drenagem,
Podemos controlar a
Drenagem
Standing
Apoiada

60. Gaiola Externa
Gaiola Interna
Filtro de Drenagem
Base
Aberta
Gaiola Externa
com Cinta
Inferior, p/
direcionar
Fibra de Captação
Standing
Apoiada

61. Standing
Apoiada
Gás com névoas
Gás limpoGás limpo
Névoas drenadas
Espelho

62. Standing
Apoiada
Gás com névoas
Gás limpoGás limpo
Névoas drenadas
Benefícios:
Mínima drenagem para espelho
Capacidade marginalmente

63. Gaiola Externa
Gaiola Interna
Fibra de Captação
Hanging
Pendurada
Filtro de Drenagem
Gaiola Externa
com Cinta
Inferior, p/
direcionar
Base
Aberta

64. Hanging
Pendurada
Gás com névoas
Gás limpo
Névoas drenadas
Gás com névoas
Espelho

65. Hanging
Pendurada
Gás com névoas
Gás limpo
Névoas drenadas
Gás com névoas
Espelho
Benefícios:
Eliminação do selo
Capacidade marginalmente
Drenagem direcional sem selagem

66. Hanging
Pendurada
Gás com névoas
Gás limpo
Névoas drenadas
Gás com névoas
Espelho
Drenagem direcional
sem selagem

67. Ácido Nitrosil Sulfúrico

68. Hanging
Pendurada
Gás com
névoas
Gás
limpo
Gás com
névoas
Espelho
Calha recepção
Funil de drenagem

69. Hanging
Pendurada
Gás com
névoas
Gás
limpo
Gás com
névoas
Espelho
Calha recepção
Funil de drenagem
Proteção contra acúmulo
de
Ácido Nitrosil Sulfúrico
(2NO·H2SO4)

70. Nome: Vitor Sturm
Email:vitor.sturm@clarksolutions.com.br
Nome: Bruno Bertelli Ferraro
Email: bruno@clarksolutions.com.br
Nome: Alexandre Bastida
Email: alexandre@clarksolutions.com.br
Nome: Nelson Clark
Email: nelson@clarksolutions.com.br