BRPI0609726B1

BRPI0609726B1 - processo e dispositivo para tratamento de gás de escape de instalações de sinterização

Info

Publication number: BRPI0609726B1
Application number: BRPI0609726-0A
Authority: BR
Inventors: Alexander Fleischanderl; Robert Neuhold
Original assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2018-10-09
Also published as: AT501149B1; EP1866589B1; KR101001469B1; BRPI0609726A2; PL1866589T3; UA95904C2; TW200633760A; ZA200708792B; TWI372652B; RU2007139315A; US20080175775A1; RU2398169C2; KR20070116905A; AT501149B8; ATE441826T1; CN101160500A; BRPI0609726A8; WO2006099948A1; ES2331376T3; CN101160500B

Abstract

processo e dispositivo para tratamento de gás de escape de instalações de sinterização. a invenção refere-se a um processo para o tratamento de gás de escape de instalações de sinterização, em que ao gás de escape de uma instalação de sinterização em um canal de gás de escape (1, 2a, 2b) é adicionado aditivo seco consistindo ao menos em agente de adsorção e recirculado no processo de corrente em suspensão e o aditivo em seguida é separado do gás de escape por filtro de tecido (3) e recirculado ao menos parcialmente. está então previsto introduzir aditivo em ao menos um ponto (4, 5) contra a direção de fluxo do gás de escape.

Description

(54) Título: PROCESSO E DISPOSITIVO PARA TRATAMENTO DE GÁS DE ESCAPE DE INSTALAÇÕES DE SINTERIZAÇÃO (51) lnt.CI.: F27D 17/00; B01D 53/10 (30) Prioridade Unionista: 24/03/2005 AT A511/2005 (73) Titular(es): PRIMETALS TECHNOLOGIES AUSTRIA GMBH (72) Inventor(es): ALEXANDER FLEISCHANDERL; ROBERT NEUHOLD (85) Data do Início da Fase Nacional: 24/09/2007

1/21

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA TRATAMENTO DE GÁS DE ESCAPE DE INSTALAÇÕES DE SINTERIZAÇÃO

[001]	A invenção refere-se a	um	processo e a	um
dispositivo	para o tratamento de	gás	de escape	de
instalações	de sinterização, em que ao	gás	de escape de	uma

instalação de sinterização em um canal de gás de escape é adicionado aditivo seco consistindo ao menos em agente de adsorção e recirculado no processo de corrente em suspensão e o aditivo em seguida é separado do gás de escape por filtro de tecido e recirculado ao menos parcialmente.

[002] Como instalações de sinterização vêm ao caso especialmente instalações de sinterização para minério de ferro, sendo que os minérios de ferro sinterizados são empregados na produção de aço.

[003] Por processo de corrente em suspensão se entende um processo, em que aditivo é adicionado a uma corrente de gás de escape fluindo em uma direção predeterminada, o aditivo é arrastado com a corrente de gás de escape e durante esse transporte ocorrem reações entre aditivo e componentes do gás de escape. A isso se opõe um

processo de	camada turbulenta,	em que o	gás	de escape	é
turbilhonado	em um reator	e,	portanto,	não	flui em uma
direção predeterminada.
[004]	No processo	de	corrente	em	suspensão,	o

tempo médio de permanência do aditivo no gás de escape é de alguns segundos. Na instalação segundo a figura importa p.ex. em cerca de dois segundos para aditivo proveniente do ponto de alimentação 5, para aditivo do ponto de alimentação 4 em cerca de dez segundos. O tempo de permanência médio de aditivo no processo de camada

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2/21 turbulenta é maior.

[005] A carga de sólido no processo de corrente em suspensão se situa entre 1 e 50 g/Nm³ (sendo que a fração de aditivo fresco, portanto agente de adsorção e eventualmente reagente, se situa entre 100 e 3000 mg/Nm³) e, com isso, nitidamente abaixo daquela em um processo de camada turbulenta. Ali, a quantidade de sólidos é de cerca de 20-50 vezes aquela do processo de corrente em suspensão.

[006] Pelo termo filtro de tecido se entende filtro de mangueira, filtro de bolsa, filtro de manta, filtro têxtil e filtro de tecido metálico.

[007] As autoridades ecológicas visam principalmente às instalações de sinterização em uma usina siderúrgica integrada. A razão disso é que instalações de sinterização, devido às volumosas quantidades de gás de escape (usualmente 300.000-1.000.000 Nm³/h), são responsáveis por uma considerável fração de emissões poluentes de uma usina siderúrgica integrada. Sobretudo pós finíssimos e aerossóis (sais) bem como metais pesados (Hg, Pb, Cd) , emissões orgânicos, como dioxinas/furanos, VOC, PAC e componentes ácidos como dióxido/trióxido de enxofre, HC1 e HF representam possíveis focos de problemas.

[008] Da publicação Improved flue-gas cleaning by bag filter at the sinter strand of Voestalpine Stahl Donawitz, de Elmar Schustern Johann Zirngast, Hubert Zeller e Johann Põssler, 3rd International Conference on Science and Techhnology of Iron Making (ICSTI), 1-20 de junho de 2003, METEC Düsseldorf, páginas 574-577, são conhecidos um processo e um dispositivo, em que gás de escape de uma instalação de sinterização é conduzido por um

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3/21 canal de gás de escape e um assim chamado rotor de esferas, um tambor cilíndrico de uma placa perfurada, em que estão contidas esferas cerâmicas. Por transportadores helicoidais é introduzido nesse tambor aditivo, a saber, aditivo fresco e recirculado, de modo que o gás de escape é enriquecido com pó de aditivo ao passar pelo rotor de esferas. No reator seguinte já ocorrem reações entre aditivo e componentes de gás, antes que o pó de aditivo do gás de escape seja separado em filtros de mangueira. Todavia, uma reação da corrente em suspensão só tem lugar de modo muito restrito, pois a velocidade relativa entre gás de escape e aditivo é pequena. A distribuição de aditivo também não é muito homogênea.

[009] Um objetivo da presente invenção reside então em aperfeiçoar os processos e dispositivos conhecidos de tal maneira que seja aumentada a taxa de reação entre gás de escape e aditivo.

[0010] Esse objetivo é alcançado por um processo segundo a reivindicação 1 ou por um dispositivo segundo a reivindicação 12. Configurações vantajosas da invenção constam nas reivindicações dependentes.

[0011] Devido ao fato de que aditivo é introduzido em ao menos um ponto contra a direção de fluxo do gás de escape a velocidade relativa entre gás de escape e aditivo é aumentada e, com isso, a taxa de reação entre aditivo e gás de escape. Especialmente eficaz é então uma velocidade relativa de ao menos 30 m/s entre aditivo e gás de escape.

[0012] Quando previsto que aditivo seja introduzido em vários pontos ao longo da direção de fluxo do gás de escape então respectivamente quantidades menores de aditivo

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4/21 podem ser adicionadas, as quais podem ser melhor distribuídas do que quando uma grande quantidade de aditivo é adicionada em uma só vez. Especialmente pode ser previsto

que aditivo	seja introduzido à	montante e à jusante	do
alargamento	do canal de gás	de	escape, porque	ali	a
velocidade do	gás é maior do que	no	alargamento.
[0013]	Uma configuração	da	invenção reside	em	que

aditivo é introduzido ao menos em uma seção transversal determinada do canal de gás de escape em vários pontos distribuídos pela seção transversal. Assim pode ser garantida uma distribuição mais homogênea do aditivo pela seção transversal do canal de gás de escape e, assim, melhor aproveitamento do aditivo, de modo que o aditivo é consumido uniformemente e não é completamente consumido em algumas regiões da seção transversal do canal de gás de escape e não completamente em outras regiões.

[0014] É vantajoso que o aditivo seja introduzido por meio de ao menos uma lança. Uma lança é um tubo esguio, pelo qual o aditivo é introduzido no gás de escape. O tubo pode se projetar para dentro do canal de gás de escape aproximadamente normal à superfície do mesmo e ser curvado na extremidade contra a direção de fluxo do gás de escape.

[0015] O aditivo contém ao menos agentes de adsorção, como coque ou carvão ativado, e pode conter adicionalmente reagente, como cal ou cal hidratada. Com o agente de adsorção podem ser ligados adsortivamente componentes nocivos, como metais pesados e substâncias orgânicas, com o reagente podem ser separados componentes ácidos, como SO2, SO3, HC1, HF.

[0016] Também é vantajoso que recirculado e agente

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5/21 de adsorção/reagente fresco sejam introduzidos em diversos pontos. Assim as quantidades podem ser variadas independentemente entre si, o que conduz a melhor aproveitamento do aditivo. Picos de gás nocivo podem ser melhor detectados dessa maneira, porque agente de adsorção e eventualmente reagente podem ser aduzidos especificamente e dosadamente.

[0017] É então especialmente vantajoso que agente de adsorção e/ou reagente seja introduzido antes do recirculado. O agente de adsorção fresco e/ou reagente incide então sobre o gás de escape ainda não purificado com alta concentração de substâncias nocivas, enquanto que o recirculado já parcialmente reagido incide no gás já parcialmente purificado com menor fração de substâncias nocivas.

[0018] Especialmente pode ser previsto que agente de adsorção seja introduzido em função da fração dos compostos orgânicos condensáveis e/ou da fração dos metais pesados, e/ou que reagente seja introduzido em função da fração dos componentes ácidos (especialmente dióxido de enxofre) no gás de escape e/ou o gás de escape resfriado e/ou umectado.

[0019] O gás de escape pode ser condicionado na medida em que o gás de escape seja regularmente resfriado e/ou umectado por borrifação ou pulverização de água na corrente de gás de escape independentemente da adição de aditivo.

[0020] Quando previsto que a água seja introduzida com um tamanho de gota máximo definido, pode então ser assegurado que a água seja vaporizada dentro de um

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6/21 determinado trecho, especialmente antes da próxima inversão do gás ou alteração de seção transversal do canal do gás de escape. Aglomerados devido a sedimentos de água nas paredes do canal de gás de escape são assim evitados. Revelou-se vantajoso aqui um diâmetro máximo de gota de menos de 2 00 |lm.

[0021] Alternativamente à borrifação ou pulverização de água pode ser previsto que o gás de escape seja regularmente resfriado e/ou umectado por borrifação de suspensão/solução, como uma suspensão de cal hidratada em água, na corrente de gás de escape em um alargamento do canal de gás de escape. Nenhum reagente como aditivo seco precisa mais ser então adicionado. Com relação ao tamanho de gota se aplica o mesmo que para água.

[0022] Quando previsto que ao gás de escape antes da borrifação de água seja adicionado aditivo, especialmente reagente, então a sorção química, especialmente o rendimento de dessulfurização, pela película de água na interface gás/sólido pode ser aumentada, porque assim é melhora a transição de material.

[0023] A invenção será representada a título de exemplo e esquematicamente com auxílio da figura em anexo, que mostra um dispositivo de acordo com a invenção, e com auxílio da descrição a seguir.

[0024] Da instalação de sinterização, o gás de escape 6 é introduzido no canal de gás de escape 2a, de maneira vantajosa, através de um filtro elétrico e de uma ventoinha de gás de processo. A subpressão necessária para o tratamento dos gases de escape (perda de pressão da instalação de acordo com a invenção) é garantida por uma

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7/21 ventoinha de apoio 14. 0 canal de gás de escape 2a que serve como reator de corrente em suspensão se alarga após um segmento horizontal para um condicionador de gás 1. Este é de tal maneira dimensionado em seu comprimento e seu diâmetro que água aduzida pela adução de água 18 em forma de gotas com determinado diâmetro máximo pode ser amplamente vaporizada dentro do condicionador de gás 1. É importante que as gotas sejam vaporizadas antes do próximo desvio de gás. No condicionador de gás 1, o gás de escape é dirigido perpendicularmente para baixo. Da extremidade inferior do condicionador de gás 1, o canal de gás de escape 2b afilado, servindo como reator de corrente em suspensão, prossegue novamente na horizontal e desemboca, finalmente, no filtro de tecido 3. 0 canal de gás de escape 2a, 2b não precisa naturalmente ser alinhado na horizontal, não precisando igualmente o condicionador de gás 1 ser alinhado rigorosamente perpendicularmente, mas ter convenientemente uma fração de direção perpendicular.

[0025] O alargamento e desvio do canal de gás de escape 2a, 2b são de tal maneira dimensionados que é obtido um fluxo dirigido amplamente laminar, que pode impedir aglomerados e refluxos, e é obtida uma homogênea distribuição de velocidade pela seção transversal. As respectivas medidas para isso são especialista, de modo que podem aproximadamente chapas de desvio 30.

[0026] Aditivo fresco é introduzido como reagente, de um lado, no silo 7 e ali armazenado; de outro lado, como agente de adsorção é introduzido no silo 8 e armazenado. A extração de material dos silos 7, 8 é feita por eclusas de conhecidas do ser previstas

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8/21 roda de células. Estas transportam para os respectivos recipientes de dosagem 9, 10. Esses recipientes de dosagem são pesados e equipados com sondas de nível.

[0027] O agente de adsorção ou reagente cheio nos recipientes de dosagem 9, 10 é introduzido através de espirais de dosagem em quantidade precisa, reguladamente, em um conduto de adução 12 comum, quando a calha inclinada rotativa 31 é alinhada para a direita, e substitui o agente de adsorção e reagente consumido, descarregado pela eclusa de resíduos no silo de resíduos 11. No conduto de adução 12 o agente de adsorção e o reagente são transportados por meio de ar comprimido 13 para o dispositivo de adução 4. Ali, por meio de ar de diluição de uma ventoinha de ar de diluição 28, através de distribuidores de ar 16, são aduzidos às lanças dos dispositivos de adução 4, que desembocam no reator de corrente em suspensão 2a do canal de gás de escape. O agente de adsorção e o reagente são borrifados em contracorrente sob alta velocidade relativa.

A velocidade de gás de escape importa, nesse ponto, em cerca de 15-25 m/s, a velocidade de borrifação em 15-50 m/s, de modo que é alcançada uma velocidade relativa de 3075 m/s, especialmente 40-60 m/s.

[0028] Quando a calha inclinada rotativa 31 está alinhada para a esquerda, agente de adsorção e reagente são alimentados junto com recirculado no conduto de adução 27 e podem, assim ser introduzidos em conjunto no reator de corrente em suspensão 2b (ou através do dispositivo de adução 17 em 2a).

[0029] O agente de adsorção é, nesse exemplo, coque de forno seco (HOK) com um peso a granel de cerca de 0,55

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9/21 g/cm³ e uma distribuição de tamanho de grão de d9o de cerca de 50 pm.

[0030] 0 reagente é, nesse exemplo, cal hidratada seca com um peso a granel de cerca de 0,5 g/cm³ e uma distribuição de tamanho de grão de d9o de cerca de 50 pm.

[0031] Opcionalmente, à jusante do dispositivo de adução 4, é previsto um dispositivo de adução 17 para recirculado.

[0032] O condicionador de gás 1 serve, de um lado, ao resfriamento da corrente de gás de escape a picos de temperatura (condicionamento de gás), para não expor as mangueiras de filtro do filtro de tecido 3 a uma temperatura demasiado alta; e, de outro lado, como compartimento de reação para reações de adsorção e sorção química. O reator é de tal maneira dimensionado que partículas essencialmente não podem se depositar e, assim, são arrastadas com o gás de escape para o filtro de tecido 3, mas é garantido um suficiente tempo de permanência para uma boa reação de adsorção/sorção.

[0033] Mediante borrifação de água, suspensão (cal hidratada/água) ou solução através da adução de água 18 e da adução de ar comprimido 19 na corrente contínua para com o gás de escape é obtida uma temperatura/umidade estável na corrente de gás condicionada. A introdução, como representado na figura, pode ser feita por bocais de 2materiais, mas também através de pulverizadores de rotação. Também podem ser empregados bocais de um só material, que todavia exigem um grande diâmetro de gota, de modo que bocais de um só material poderíam ser empregados alternativamente com gás de escape muito quente.

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10/21 [0034] Quando suspensão/solução contendo um reagente é introduzida, o aditivo adicionado a seco pode então conter apenas agente de adsorção e nenhum reagente.

[0035] Com bocais de dois materiais, a água/a suspensão/a solução é pulverizada com um meio (ar comprimido, nitrogênio ou vapor) em finíssima névoa de gotículas. As gotículas produzidas devem ser tão finas que também as máximas gotículas produzidas vaporizem tão completamente quanto possível dentro do trecho de vaporização predeterminado (= até à extremidade do condicionador de gás 1 ou do próximo desvio) , senão são de se esperar aglomerados (sais, etc.) em desvios, etc.. Uma regulagem (por meio da pressão de gás) abrange a garantia de um diâmetro de gota máxima e uma temperatura de condicionador constante da corrente de gás. O máximo diâmetro de gota se situa, de preferência, entre 50 e 200 pm, especialmente entre 100 e 150 pm.

[0036] Com pulverizadores de rotação, a água/a suspensão/a solução é pulverizada em um pulverizados de rotação rápida em finíssimas gotículas, que vaporizam tão completamente quanto possível dentro do compartimento de vaporização (trecho de vaporização). Pulverizadores de rotação exigem custos de investimento maiores, mas são melhor apropriados para a introdução de suspensão/solução, sendo preferida a introdução de suspensão/solução para altos graus de separação dos componentes ácidos (p.ex. dessulfurização até 98%).

[0037] A introdução separada, de acordo com a invenção, de água ou suspensão/solução, de um lado, e aditivo, de outro lado, é superior à umectação do

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11/21 recirculado; essa umectação é limitada, pois o recirculado é transportado mecanicamente ou pneumaticamente e, por isso, deve ser fluente e não aglutinante. Como a quantidade de recirculado usualmente é mantida constante sob condições operacionais, a quantidade de água, que deve ser introduzida para o condicionamento da corrente de gás de escape, é também limitada (3-4% da corrente de massa no recirculado). Assim a temperatura de condicionamento não pode ser mantida constante (=ser regulada). Com picos de temperatura no gás bruto eleva-se também, correspondentemente, a temperatura de condicionamento. Uma temperatura maior ou umidade menor na corrente de gás influencia o comportamento de dessulfurização (comportamento de sorção química) como também o comportamento de adsorção para os componentes nocivos. Picos de emissão são a conseqüência. Por esse motivo, também a quantidade de recirculado conduzida em circuito deveria ser selecionada correspondentemente alta, o que acarreta elevados custos de investimento e operacionais. Adicionalmente, devido à umectação do recirculado pelo alto teor de cloreto do recirculado havería fenômenos de corrosão, tornando necessários materiais caros.

[0038] Imediatamente à jusante, o condicionador de gás 1 recirculado é introduzido na corrente de gás de escape, no trecho aqui horizontal do canal de gás de escape 2b, através do dispositivo de adução 5 contra a direção da corrente de gás de escape. Também aí é alcançada uma velocidade relativa de 30-75 m/s, especialmente de 40-60 m/s. Opcionalmente, à montante do dispositivo de adução 5 é previsto um dispositivo de adução 20 para agente de

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12/21 adsorção fresco e eventualmente reagente.

[0039] Em seguida, o gás de escape chega ao filtro de tecido 3. O objetivo essencial do filtro de tecido é a separação dos sólidos conjuntamente transportados com o gás de escape. Estes consistem em pó de sinterização, produto reacional, reagente não usado, agente de adsorção e resíduo recirculado.

[0040] Para que as frações de pó muito finas bem como componentes de gás de escape não penetrem no manto de filtro propriamente dito, ali se depositem e, com isso, permitam que ascenda muito rapidamente a perda de pressão (filtração em profundidade - conduz a saturação das mangueiras), o manto de filtro é equipado com um revestimento ou membrana de plástico de fina porosidade ou um com uma impregnação. Isso faz com que as partículas de pó se depositem na superfície e produzam uma torta de filtro, que subsequentemente assume a ação de filtração propriamente dita (= filtração de superfície).

[0041] A manta de filtro deve ter ainda as seguintes propriedades:

- resistência a hidrólise, pois os gases de escape apresentam uma elevada umidade de 5-15% resistência a componentes ácidos (HC1, HF, SO2/SO3) e componentes básicos (cal)

- resistência a componentes orgânicos

- resistência a oxidação (teor de oxigênio) capacidade de retenção para partículas submicrônicas (< 1 pm, p.ex. KC1) resistência a altas temperaturas (temperatura operacional e de pico até 200 °C)

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13/21 [0042] Pós higroscópicos e aderentes são domináveis, pois para a limitação da umidade do gás de escape as partes de instalação tecnológicas criticas são concomitantemente aquecidas e, assim, mantidas a uma temperatura superior a 100 °C.

[0043] Para o tecido de filtro é empregado por exemplo tecido de fibra de vidro com revestimento de PTFE (politetrafluoretileno) ou aramida com revestimento de

PTFE.

[0044] Para que já antes da primeira ativação com gás de escape haja uma certa camada auxiliar de filtro desse tipo, o filtro de tecido 3 é previamente revestido com materiais auxiliares, p.ex. com uma mistura de calcarvão com aditivos, que é conhecida por exemplo sob o nome de marca Sorbalit®. Essa camada também liga umidade, que condensa do gás de escape quando do processo inicial e assim impede uma avaria da manta do filtro. Um dispositivo para introdução de material para o pré-revestimento é previsto, mas não está representado na figura.

[0045] O filtro de tecido 3 empregado consiste,

essencialmente	, no alojamento	de filtro 21	com	as
mangueiras de	filtro, a câmara de	gás bruto	22, os	funis	de
descarga 23 e	a câmara de gás puro 24.
[0046]	0 gás de escape	carregado	de pó	chega	à

câmara de gás bruto 22 através do canal de entrada de gás bruto. A velocidade do gás é assim reduzida e as partículas de pó são uniformemente distribuídas na parede de distribuidor de gás 25. O trajeto do gás é bloqueado pela placa de topo (fundo de mangueira) , de modo que toda a corrente de gás só pode chegar pela mangueira de filtro

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14/21 através de chapeleta de gás puro e câmara de gás puro 24 ao conduto de gás puro 15, que leva à chaminé.

[0047] Nas mangueiras de filtro ativadas em corrente por fora o pó permanece aderido e forma a torta de filtro. Esta produz o efeito de filtração propriamente dito. Com carga de pó das mangueiras ascendente aumenta, no entanto, também continuamente a resistência de filtro a ser vencida. Para manter a mesma em nivel econômico, os meios de filtro devem ser limpos de tempo em tempo. Isso é feito com auxilio do sistema de purificação. Através de uma válvula pré-controlada, ar comprimento 29 passa de um tubo de distribuição de ar comprimido aos tubos de sopro associados a cada fileira de mangueira, de modo que cada mangueira é limpa uniformemente. Mediante curtos impulsos de ar comprimido regulares, reforçados por um injetor venturi adicional, é amplamente detonada a camada de pó aderente. Bocais venturi e bocais de tubo de sopro são empregados para otimização da demanda de ar comprimido. Um cesto de apoio situado internamente mantém então em forma a mangueira de filtro. Quando da limpeza das mangueiras de filtro, o pó cai entre as mangueiras de filtro para dentro do funil de descarga 23 e é dali extraído continuamente através de órgãos de descarga. Vibradores na parede de funil facilitam a descarga de pó.

[0048] Uma parte do centrifugada po transportada para um silo de resíduos 11. A fração predominante é recirculada de novo para o reator de corrente em suspensão 2b. O recirculado descarregado do filtro de tecido 3 por meio de transportadores mecânicos é aduzido através de um sistema de dosagem 2 6 por meio de

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15/21 transportadores helicoidais ao conduto de adução 27 para recirculado. 0 recirculado é transportado com ar de transporte para as lanças do dispositivo de adução 5 e dali novamente insuflado na corrente de gás de escape. 0 ar de transporte é produzido por uma ventoinha de ar de transporte. Pelo sistema de dosagem 26 é garantida uma corrente de material constante.

[0049] O recirculado é seco e tem um peso a granel de cerca de 0,5 g/cm³ e uma distribuição de tamanho de grão de d9o de cerca de 50 pm.

[0050] Pela recirculação, também as frações ainda úteis de reagente não reagido, bem como o agente de adsorção apenas pouco carregado chegam novamente ao circuito e ao filtro de tecido de filtro 3. Isso reduz o consumo de reagente ou produz essencial melhoria da separação de material nocivo mediante adsorção por aumento da concentração de agente de adsorção no gás de escape.

[0051] Para se obter uma distribuição homogênea por toda a seção transversal de gás de escape, o recirculado é vaporizado em contracorrente sob alta velocidade relativa.

[0052] A recirculação de pó de filtro de tecido, contudo, produz também melhor separação do pó finíssimo no filtro de tecido 3. Os grãos de pó submicrônicos já foram coagulados. Correspondentemente aumenta o diâmetro de grão médio das partículas a serem separadas.

[0053] A separação de materiais nocivos no processo de corrente em suspensão decorre como segue: O agente de adsorção absorve componentes orgânicos e metais pesados. Quando da separação de componentes ácidos, o reagente reage parcialmente com esses componentes por adsorção (sorção

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16/21 química) na corrente em suspensão. P.ex., quando da dessulfurização o dióxido de enxofre na corrente de gás de escape reage parcialmente - com emprego de cal dissolvido como reagente - para um sulfeto de Ca fino ou gesso. Têm lugar então as seguintes reações:

Ca (OH) 2 + 2 S0₂ -> 2 CaSO₃ · 1/2 H₂0 + H₂0

CaSO₃ · Vz H₂0 + 0₂ + 3 H₂0 -> (parcialmente)

CaSO₄ · 2 H₂0

Ca(OH)₂ + 2 HCI

->

CaCI₂ · 2 H₂0

Ca(OH)₂ + 2 HF

->

CaF₂ + 2 H₂0 [0054] A adsorção (sorção química) é uma etapa de processo em que gases são quimicamente ligados por um sólido ou um líquido de lavagem. Entrando o gás de escape em contato com Ca(OH)2 úmido, os componentes ácidos do gás de escape SO2, SO₃, HCI e HF reagem quimicamente com esse reagente e formam sólidos secos como produto. Esses sólidos são, em seguida, removidos da corrente de gás de escape no filtro de tecido 3.

[0055] Para se obter o desejado rendimento de separação dos componentes ácidos, é necessário dosar o reagente e eventualmente condicionar o gás (aumento da umidade). Como reagente é aplicado sobretudo cal dissolvido.

[0056] Por adsorção são os componentes orgânicos (dioxina, furano, VOC, PAC) bem como os metais pesados contidos no gás de escape (sobretudo Hg, Cd) separados, na medida em que após a difusão são ligados adsortivamente nos canais de poros. O coque de forno (HOK) por exemplo

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17/21 empregado apresenta um volume de poro extremamente grande e liga esses componentes nocivos no interior do grão. A adsorção pode ainda ser reforçada por operações químicas nos poros do HOK, p.ex. SO2 ainda presente no gás de escape se converte, em certa medida, em ácido sulfúrico ou ácido sulfuroso, com o qual por sua vez reagem os metais pesados (HG metálico) . 0 HOK é aqui vaporizado juntamente com o reagente e separado no filtro de tecido 3.

[0057] Metais pesados passam, através das substâncias primárias (minério de ferro e fundentes), bem como através de material de reciclagem (pós/lodos), ao gás de escape da instalação de sinterização. Hg tem um significado especial, pois ocorre tanto metalicamente (vapor) como também como sal. Hg2Cl2(Hg+) pode em contato com água (dependendo do potencial redox) desproporcionar em Hg(0) e Hg(2+). Hg(0) pode ser ligado apenas por adsorção. Hg(2 + ) se apresenta particularmente como sal. Hg pode ser continuamente medido na corrente de gás. P.ex. mediante adaptação da dosagem do agente de adsorção podem ser impedidos picos ou ultrapassagens de emissão.

[0058] Compostos orgânicos (VOC= volantile organic compounds & PAC = polyaromatic compounds) provêm dos compostos não completamente queimados, presentes na mistura de sinterização, do agente de redução empregado, queimadores (cúpula de ignição, reaquecimento a gás, etc.) ou resíduos empregados (pós/lodos/carepas). As frações orgânicas condensáveis nessa mistura de gás podem condensar no/dentro do material de filtro do filtro de tecido 3 e provocar danos irreversíveis no material de filtro (redução da permeabilidade a gás, aumento da perda de pressão

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18/21 específica, menor taxa de gás a isso associada, operações de limpeza mais freqüentes, etc.) . Um tempo de vida encurtado do material de filtro é a conseqüência, bem como custos operacionais aumentados.

[0059] conveniente desvantagens é concentração de

Para eliminar essas medir regularmente a componentes orgânicos condensáveis na corrente de gás à montante e/ou à jusante da introdução do agente de adsorção. Assim, a quantidade de agentes de adsorção necessários pode ser adaptada à carga acima indicada, isto é, tanto agente de adsorção, fresco ou de recirculado, que a fração dos componentes orgânicos condensável sob as condições operacionais seja amplamente ligada ao agente de adsorção. A vida útil do material de filtro pode assim ser essencialmente aumentada.

[0060] Para tanto é vantajoso que seja prevista uma regulagem, com a qual, possam ser reguladas, independentemente entre si, as quantidades de água, suspensão ou solução, a quantidade de recirculado e a quantidade de aditivo fresco, a saber, em função da constituição do gás de escape bruto e/ou do purificado (do gás bruto e puro) . A constituição do gás de escape pode incluir temperatura, umidade e teor de diversas substâncias nocivas [0061] Dependendo da substância nociva, também outros mecanismos das operações de adsorção podem ser prioritários. Estes dependem das propriedades físicoquímicas dos componentes, como p.ex. dos diâmetros moleculares. Correspondentemente, portanto, também o agente de adsorção a ser empregado deve ser adaptado (distribuição

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19/21 dos poros/diâmetro de canal).

[0062] O aditivo (reagente e agente de adsorção) é vaporizado através de um injetor, portanto com lanças alimentadas com ar de transporte, em contracorrente à direção de gás de escape diretamente à montante ou à jusante do condicionador de gás 1.

[0063] Uma reação de corrente em suspensão eficiente requer uma distribuição correspondentemente homogênea do aditivo na corrente de gás de escape. Apenas assim é garantido que as moléculas de substância nociva possam entrar em contato com agente de adsorção/reagente (= transferência de material) (aumento da probabilidade de impacto) . Isso é produzido na medida em que o aditivo fresco e o recirculado (isolados ou em combinação) são vaporizados por várias lanças distribuídas pela seção transversal em contracorrente ao gás de escape. O número das lanças se rege pela seção transversal do canal de gás. Devido à alta velocidade relativa assim alcançada, de cerca de 30-75 m/s, é obtido um contato de fase intensivo e, assim, alcançada a desejada ligação dos componentes nocivos em âmbito considerável já na corrente em suspensão.

[0064] A distribuição homogênea do aditivo é também importante para se obter uma mistura homogênea de pó primário da instalação de sinterização e aditivos na câmara de gás tubular 22 do filtro de tecido 3. A mistura de pó se separando no tecido de filtro devido fundamentalmente a filtração de superfície atua como barreira para o gás já parcialmente purificado. O gás deve se difundir por essa camada de filtro que se forma. Ocorre então obrigatoriamente também contato de moléculas de material

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20/21 nocivo e grãos de aditivo, havendo assim ulterior purificação da corrente de gás de escape. A quantidade de recirculado acelera também a formação de uma torta de filtro espessa e, portanto, de um suficiente efeito de transferência de material quando do atravessamento do gás de escape pela camada. O recirculado consiste, à diferença das partículas de pó, na corrente de gás bruto, já em grãos de pó coagulados. Assim, o tamanho de grão médio da mistura de pó que chega ao tecido de filtro frente ao pó primário é essencialmente aumentado. A separação é, por conseguinte, facilitada.

[0065] Pela separação do condicionamento de gás, o recirculado e/ou a introdução de aditivo fresco, podem ser variadas a qualquer tempo e de modo simples as quantidades (sem dependência mútua); p.ex. em função da concentração de substância nociva de um componente na corrente de gás puro.

[0066] No exemplo segundo a figura, 900 mg/Nm³ de reagente são adicionados, situando-se a adição de agente de adsorção aproximadamente em torno de 100 mg/Nm³, de modo que a quantidade total de agente de adsorção e reagente adicionados se situa na faixa de 1000 mg/Nm³ . A quantidade de recirculado é de cerca de 10-30 vezes a quantidade de agente de adsorção mais reagente.

LISTA DE REFERÊNCIAS:

condicionador de gás

2a canal de gás de escape servindo como reator de corrente em suspensão

2b canal de gás de escape servindo como reator de corrente em suspensão filtro de tecido

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21/21 dispositivo de adição de agente de adsorção/reagente fresco dispositivo de adição de recirculado gás de escape silo para reagente silo para agente de adsorção recipiente de dosagem para reagente recipiente de dosagem para agente de adsorção silo de resíduos conduto de adução para aditivo ar comprimido ventoinha de apoio conduto de gás limpo para chaminé distribuidor de ar dispositivo de adução opcional para recirculado adução de água adução de ar comprimido dispositivo de adução opcional para agente de adsorção/reagente fresco alojamento de filtro câmara de gás bruto funil de descarga câmara de gás limpo parede de distribuidor de gás silo de resíduos conduto de adução para recirculado ventoinha de ar de diluição ar comprimido chapas de desvio calha inclinada rotativa

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para o tratamento de gás de escape de instalações de sinterização, em que aditivo seco consistindo ao menos em agente de adsorção e recirculado e, se apropriado, um reagente adicional, como cal ou cal hidratada, é adicionado pelo processo de corrente em suspensão ao gás de escape de uma instalação de sinterização em um canal de gás de escape (1, 2a, 2b) , e o aditivo em seguida é separado do gás de escape por filtros de tecido (3) e pelo menos parcialmente recirculado, o processo caracterizado pelo fato de que o aditivo é introduzido ao menos em um ponto (4, 5) contra a direção de fluxo do gás de escape, especificamente à montante e/ou à jusante de uma seção alargada (1) no canal de gás de escape, recirculado, por um lado, e agente de adsorção fresco e, se apropriado, um reagente, por outro lado, sendo introduzido em diferentes pontos (4, 5, 17, 20), e agente de adsorção fresco e/ou reagente sendo introduzidos antes do recirculado.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aditivo é introduzido no gás de escape com uma velocidade relativa de ao menos 30 m/s.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o gás de escape é resfriado e/ou umectado reguladamente por borrifação ou pulverização de água na corrente de gás de escape independentemente da adição de aditivo.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a água é introduzida com um

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2/4 tamanho de gotas máximo definido.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o diâmetro de gotas máximo é menor do que 200 pm.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que aditivo é introduzido, ao menos em uma seção transversal determinada do canal de gás de escape (1, 2a, 2b) , em vários pontos distribuídos pela seção transversal.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que aditivo é introduzido em vários pontos (4, 5, 17 , 20) ao longo da direção de fluxo do gás de escape. 8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que aditivo é introduzido através de ao menos uma lança. 9. Processo, de acordo com qualquer uma das

reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o gás de escape é resfriado e/ou umectado reguladamente por borrifação ou pulverização de suspensão ou solução, como uma suspensão de cal hidratada em água, na corrente de gás de escape na seção alargada (1) no canal de gás de escape.
10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que agente de adsorção é introduzido em função da fração dos compostos orgânicos condensáveis e/ou dos metais pesados.
11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que reagente é introduzido e/ou o gás de escape é resfriado e/ou umectado em função da fração de componentes ácidos no

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3/4 gás de escape.
12. Dispositivo para execução do processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, compreendendo ao menos os seguintes dispositivos:

- um canal de gás de escape (1, 2a, 2b) , que está ligado a uma instalação de sinterização;

- um dispositivo (4, 5, 17, 20) para adução de aditivo seco à corrente de gás de escape;

- um filtro de tecido (3) , no qual desemboca o canal de gás de escape (2b);

- um dispositivo (5, 26, 27), que é utilizado para retornar aditivo que é separado no filtro de tecido (3) ao canal de gás de escape (2a, 2b) como recirculado, caracterizado pelo fato de que ao menos um dispositivo de adução (4, 5, 17, 20) é disposto à montante e à jusante de uma seção alargada (1) no canal de gás de escape, e em que os dispositivos de adução (4, 5, 17, 20) são projetados de tal forma que o aditivo é introduzido contra a direção de fluxo do gás de escape, um dispositivo de adução para agente de adsorção fresco e/ou reagente (4, 20) sendo disposto à montante, na direção do fluxo do gás de escape (6), de um dispositivo de adução para recirculado (5, 17), que é ligado por meio de um conduto de adução (2 7) para recirculado para um sistema de dosagem (26) para recirculado.
13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que, em ao menos uma seção transversal determinada do canal de gás de escape (1, 2a, 2b), aberturas de um dispositivo de adução (4, 5, 17, 20) estão dispostas em vários pontos distribuídos pela seção

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Μ transversal.
14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de adução (4, 5, 17, 20) possui ao menos uma lança para introduzir o aditivo.
15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que uma adução (18, 19) fornecendo água, suspensão ou solução com um tamanho de gotas máximo definido está prevista na seção alargada (1).
16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que uma regulagem está prevista, através da qual as quantidades de água, suspensão ou solução, a quantidade de recirculado e a quantidade de aditivo fresco podem ser reguladas, independentemente entre si, especificamente em função da condição do gás de escape bruto e/ou purificado.

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1/1 <>13

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