A despoluição da fumaça da usina termoelétrica

A despoluição dos gases de combustão da usina termelétrica é um grande desafio para qualquer operador de processo térmico. O tratamento de poluentes é realizado com base em produto por produto, dependendo da tecnologia de controle de poluição escolhida.

Em todo o mundo, foram assumidos compromissos para reduzir ou limitar as emissões poluentes das usinas térmicas. Estes compromissos são muito fortes, particularmente na Europa. De fato, as diretrizes européias estabelecem valores-limite que não devem ser excedidos. Eles também estabelecem objetivos de concentração máxima a serem alcançados.

As usinas térmicas são atualmente responsáveis por uma proporção significativa das emissões poluentes, que são geralmente óxidos de nitrogênio, dióxido de enxofre, dióxido de carbono, poeira e até mesmo metais pesados. As usinas térmicas devem, portanto, melhorar continuamente sua pegada ambiental.

As usinas elétricas industriais podem ser divididas em três grupos:

• Instalações industriais de reciclagem, tais como incineradoras. Estas plantas convertem o lixo cotidiano em energia, que é regularmente utilizada em redes de aquecimento urbano.
• Usinas térmicas para a produção de eletricidade ou vapor, tais como carvão, óleo combustível ou usinas de Combustíveis Sólidos Recuperados (SRF). Estas unidades industriais convertem seu oxidante em vapor que pode ser utilizado em seu estado bruto ou convertido em eletricidade.
• Fabricação de usinas de energia térmica, como fábricas de cimento. Estas plantas industriais são utilizadas em processos que requerem uma fonte de calor direta em algum estágio de sua fabricação.

Para reduzir as emissões de poluentes, é possível atuar em três frentes:

• O combustível, utilizando uma fonte menos poluente e de melhor qualidade (exceto no caso de incineradores)
• Combustão, utilizando tecnologias mais eficientes que emitem menos emissões
• Limpeza do gás de combustão (ou depuração do gás de combustão) para remover os poluentes do gás de combustão

O controle da poluição continua sendo a maneira mais universal de reduzir as emissões de poluição atmosférica.

Existem três famílias principais de processos de limpeza de gases de combustão: úmidos, secos e semi-húmidos. O processo semi-húmido é uma mistura dos dois primeiros. Tem grandes vantagens, mas requer um pré-tratamento da poeira.

Tratamento do pó

O pó pode ser tratado por dois métodos.

1. A filtragem de fumaça pode ser feita com meios filtrantes como em um coletor de pó ou em um sistema de filtragem úmida.
2. A remoção de pó também pode ser feita através de simples ciclagem. Os vapores passam por um ciclone adequado. O pó, mais pesado que o ar, cai para o fundo do ciclone, enquanto os fumos mais leves são descarregados do topo do ciclone.

Remoção de dioxinas/furanos

As dioxinas e furanos são produtos químicos tóxicos encontrados em quantidades muito pequenas no meio ambiente. Existem 210 dioxinas e furanos diferentes.
Essas substâncias têm que ser removidas das emissões das usinas de energia. Eles são tratados injetando carvão ativado em pó na câmara de saturação e adsorvendo as dioxinas. A adsorção é um fenômeno de superfície pelo qual moléculas de gás ou líquido se fixam às superfícies sólidas dos adsorventes.
O carvão ativado é entregue em sacos grandes ou a granel. É armazenado em silos e depois um sistema de transferência pneumática injeta o carvão ativado diretamente no gás de combustão a ser tratado.

Remoção de enxofre

Durante o tratamento de gases de combustão, o enxofre é tratado com carbonato de sódio ou cal. A cal pode ser na forma de leite de cal ou de cal seca. O leite de cal também tem a função de aumentar o teor de umidade do gás de combustão e assim reduzir sua temperatura. A limpeza dos gases de combustão é conseguida porque a cal absorve muito facilmente os gases ácidos (flúor, cloro e enxofre). Ao secar, a cal cai em um pó seco e assim permite a fácil remoção desses poluentes. O leite de cal é produzido por um processo industrial de mistura de cal apagada e água. A cal pode ser dosada de um silo ou diretamente de big bags de cal.

DeNox de gás de combustão industrial

Os gases de combustão das usinas térmicas também contêm óxidos de nitrogênio ou Nox. As emissões deste poderoso gás de efeito estufa devem ser mantidas a um nível mínimo. O tratamento de Nox ou Denox no gás de combustão é comumente obtido através da injeção de uréia no gás de combustão. A uréia é um derivado do amoníaco que pode ser facilmente fabricado a partir de processos de produção industrial de uréia. Para este fim, os prills de uréia são dissolvidos em água pura.

Remoção de metais pesados halogenados e voláteis

Os fumos industriais podem conter partículas halogenadas e metais pesados. O tratamento desses compostos é realizado por agentes neutralizantes:

• Injeção de cal no gás de combustão (ver abatimento de enxofre acima)
• Injeção de bicarbonato de sódio (anteriormente chamado "bicarbonato de sódio") para reciclagem de gases de combustão. O bicarbonato de sódio requer uma preparação especial. Devem ser instalados silos de armazenamento para o produto bruto, bem como um skid de trituração com um moedor industrial. A moagem do bicarbonato de sódio permite obter a reatividade necessária.
• Injeção de carvão ativado em pó para reduzir as emissões no ar ambiente.

Como mencionado acima, os óxidos de nitrogênio são tratados através da injeção de uréia no gás de combustão. Há vários tipos de processos.

Tipos de DeNox

• SNCR (Selective Non Catalytic Reduction): utilizado principalmente em fábricas de cimento e instalações de incineração porque é muito simples de implementar. Neste sistema, a uréia é injetada diretamente no gás de combustão a 900°C. Este sistema permite uma redução de 40-60% no NoX.
   
• O SCR (Selective Catalytic Reduction) é utilizado em usinas elétricas. Esta tecnologia é chamada de catálise heterogênea a baixa temperatura. A eficiência pode, neste caso, aumentar para 95% DeNox. Entretanto, a tecnologia exige que o gás de combustão passe por um sistema mais complexo de favo de mel para otimizar a reação.

Em todos esses casos, são utilizadas soluções de uréia ou amônia. Dependendo do caso, são utilizados os seguintes

• AdBlue® para combustão com diesel
• Uréia marinha para aplicações Offshore
• DEF (Diesel Exhaust Fluid) para aplicações automotivas
• 40% Solução de uréia para tratamento de gases de combustão industrial
• uma solução de uréia a 32,5% que corresponde ao AUS32 da norma ISO 22241. O ARLA32 ou ARLA40 que é mais comumente conhecido como tal na América do Sul.

Palamatic Process é especialista no manuseio de pós e dissoluções na área de reciclagem e tratamento de gases de combustão. Estamos envolvidos em todo o processo para aconselhá-lo e apoiá-lo em seu projeto de tratamento de gases de combustão.

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