Estudo de um sistema de limpeza de gases usando um lavador venturi de seção Circular

Venturi scrubbers are simples, low cost and highly applicable equipments. They are used in the industry as gas cleaners and in other to control the pollution. The objective of this work was to evaluate a gas cleaning system using Venturi scrubbers with circular section to remove particles off a gas flux. The tests were realized with 2,21 and 9,06 μm particles of phosphate power. The global collection efficiency was determined for 55,2 and 76,8 m/s of gas velocity, 340 and 500 mL/min of liquid flow and for 99 and 132 mm of length throat. From an experimental design 24 it was obtained that all variables studied and the gas velocity´s interaction with liquid flow and with length throat had influence over the collection efficiency. For 2,21 μm particles the efficience range was from 53,8 to 86,8% while for 9,06 μm particles it was from 53,4 to 96,5%. The results´ analysis showed that as bigger the gas velocity and the liquid flow are, higher the efficience gets. It happens because there are more quantity of washing liquid to be atomized with the liquid flow increase. This atomization gets better with high gas velocities taxes. Another point observed was that for longer length throat and higher gas velocity, the collection efficiency grows. What occurs here is that the particles´s residence time inside the throat was bigger for 132 mm length throat than for 99 mm. And more time, a gas acceleration resulted on better jet´s atomization. The study of different particles sizes showed that 9,06 μm were removed more efficiently than particles with medium diameter of 2,21 μm. Particles with bigger diameters present more inercia, which facilitates the action of the inercial impaction, the collection mechanism that predominates in Venturi scrubbers. The jet penetration was another parameter analysed and it represented the expected behavior: as bigger the liquid flow gets and lower the gas velocity, higher was the jet penetration length. The experimental results of global collection efficiency were compared with theorical models like JOHNSTONE et al. (1954), CALVERT et al. (1972) and modified CALVERT (RIBEIRO, 2005). CALVERT et al. and modified CALVERT models overestimated the values of dust collection efficiency and although JOHSNTONE et al.´s model has underestimated those values, it was the one that better fitted the experimental results, because it showed that the collection efficiency was higher for highs gas velocities.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoMestre em Engenharia QuímicaO lavador Venturi é um equipamento simples, de custo médio baixo e bastante eficiente, aplicado na remoção de material particulado e no controle da poluição. O objetivo deste estudo foi avaliar um sistema de limpeza de gás utilizando lavadores Venturi de seção circular na remoção de partículas de uma corrente gasosa. O material particulado usado nos testes foi o concentrado fosfático, com diâmetros médios de 2,21 e 9,06 μm. Eficiências globais de coleta foram obtidas realizando-se experimentos com velocidade do gás de 55,2 é 76,8 m/s, vazão de líquido de 340 e 500 mL/min e comprimento de garganta de 99 e 132 mm. Um planejamento experimental 24 foi feito e verificou-se que todas as variáveis e as interações da velocidade do gás com o comprimento da garganta e com a vazão de líquido tiveram efeito na remoção de partículas da corrente gasosa. A coleta das partículas de 2,21 μm apresentou uma faixa de eficiência de 53,8 a 86,8%, enquanto 53,4 a 96,5% de remoção foram identificadas para as partículas de 9,06 μm. A análise dos resultados mostrou que, como conseqüência de aumentos na velocidade do gás e na vazão de líquido, a eficiência de coleta crescia, já que quanto maior a vazão do líquido de lavagem maior a quantidade de água para ser atomizada, atomização essa que também aumentava com velocidades de gás mais altas. Outra observação foi que, com o aumento do comprimento da garganta e da velocidade do gás, o percentual de remoção de rocha fosfática era maior, uma vez que o tempo de contato entre o pó e o líquido crescia com uma garganta mais comprida e o aumento da velocidade do gás proporcionava, mais uma vez, melhor atomização do jato. Em relação aos diferentes tamanhos de partículas, notou-se que as de diâmetro médio de 9,06 μm eram removidas do fluxo de gás com mais eficiência que as de 2,21 μm, pois partículas de diâmetro maior têm maior inércia, o que favorece o mecanismo de coleta de impactação inercial, predominante em lavadores Venturi. Os resultados experimentais de eficiência global de coleta ainda foram comparados com os modelos teóricos de JOHNSTONE et al. (1954), CALVERT et al. (1972) e CALVERT modificado (RIBEIRO, 2005). O modelo de JOHSNTONE et al. subestimou os valores experimentais de coleta, enquanto os outros dois modelos superestimaram. Ainda assim, o modelo de JOHNSTONE et al. foi o que apresentou melhor ajuste, porque seguiu a tendência de aumento da eficiência de coleta em função de um acréscimo na velocidade do gás