ÁREA: Ambiental
TÍTULO: TRATAMENTO DOS GASES PROVENIENTES DA COMBUSTÃO DO CARVÃO EM UMA COQUERIA HEAT RECOVERY POR DESSULFURIZAÇÃO
AUTORES: RAMOS, S.A.P. (UFES) ; SOUZA, M. G. (AEV) ; SIQUEIRA, G. F. (UFES)
RESUMO: O dióxido de enxofre é liberado na atmosfera tanto por meio natural quanto antrópico. Quando a quantidade de SO2 é muito alta na atmosfera, além de comprometer a qualidade do ar, pode provocar chuvas ácidas. A principal fonte antrópica de emissão desse gás é a combustão do carvão, mineral que possui entre 0,1% e 6,0% de enxofre.
A coqueria Heat Recovery tem como principal característica a queima de toda matéria volátil presente no carvão mineral dentro dos próprios fornos e a pressão negativa na qual trabalha, impede a saída dos gases do forno. A dessulfurização do gás produzido na combustão pode chegar até a 80%. Entretanto, a eficiência média é de 67%. Mesmo com a eficiência menor, a quantidade emitida está abaixo do limite máximo permitido pela resolução CONAMA 382/2006.
PALAVRAS CHAVES: carvão, dessulfurização, qualidade do ar
INTRODUÇÃO: Uma das principais características da atmosfera da Terra é que ela é um ambiente oxidante, fenômeno que se explica pela presença de alta concentração de oxigênio diatômico (BAIRD, 2007), além disso, contém elementos que agem como catalizadores e tem a luz solar como fonte de energia. Portanto, o SO2 emitido reage na atmosfera, formando H2SO4, um dos componentes da chuva ácida.
A emissão de SO2 ocorre tanto por fontes naturais (vulcões e superfície do mar) como antrópicas (combustão). A consequencia disso é a deterioração das condições ambientais, resultando na mudança da composição da atmosfera (BAIRD,2007).
A maior fonte não-natural de dióxido de enxofre é a combustão de combustíveis fosseis em processos industriais. Durante a combustão, praticamente todo o enxofre contido no combustível se oxida para SO2. A concentração resultante do gás nos produtos de combustão é proporcional à porcentagem de enxofre contida no combustível fóssil. O teor de enxofre contido nos carvões minerais geralmente varia entre 0,1% a 6,0%. (CARVALHO et. al., 2003).
Por ser a principal fonte de emissão de SO2 antrópica, tem-se desenvolvido tecnologias limpas de combustão de carvão, dentre elas está o tratamento dos gases de combustão.
A coqueria Heat Recovery que tem como principal característica a queima de toda matéria volátil presente no carvão mineral dentro dos próprios fornos e encaminhar os gases para tratamento de dessulfurização (projetado para uma eficiência média de 80%) por meio de uma pressão negativa. Antes do tratamento, os gases passam pelas caldeiras, onde através da troca de calor produz vapor que irá passar por turbinas e gerar energia elétrica. Esta tecnologia, desenvolvida por uma empresa americana é a única comprovadamente limpa de produção de coque existente no mundo.
MATERIAL E MÉTODOS: O processo de dessulfurização utiliza dois Sistemas de Armazenamento de Cal (SAC), dois Sistemas de Absorção de Gás (SDA) e um sistema de Filtro de Tecido (FT), em comum para tratar o gás de combustão da coqueria. Cada SAC possui um sistema de preparação de reagente embaixo e depois de produzido é armazenado e agitado continuamente em um dos dois tanques interligados.
Cada tanque possui uma bomba de pasta reagente ligada a um circuito de alimentação independente que leva está pasta ao topo de cada SDA, onde é extraída do circuito através de um esquema de tubulação distributiva e é diluída com um volume controlado de água antes de alcançar os respectivos atomizadores. A velocidade de alimentação da pasta e o nível de diluição do reagente determinam a temperatura que o gás vai sair do SDA e a eficiência geral de absorção do SO2.
Ao atingir cada atomizador, a pasta é aspergida no fluxo de gás e o SO2 reage com as gotas dispersadas da pasta de hidróxido de cálcio, formando sulfito de cálcio e sulfatos de cálcio. Assim que expostas ao calor do gás de combustão, as moléculas de água evaporam, deixando que os subprodutos da reação sequem e fiquem suspensos no fluxo do gás que segue para o filtro de tecido (filtro de mangas). As partículas suspensas são capturadas na parte externa de 900 sacos de filtro cilíndricos instalados em cada um dos doze compartimentos separados do filtro de tecido. O gás de combustão segue então para a chaminé.
Para soltar as partículas retidas e limpar os filtros de tecido, usa-se ar comprimido em uma variedade de seqüências de limpeza. Os sólidos caem verticalmente em tremonhas no fundo de cada um dos doze compartimentos e é então transportado pneumaticamente para um dos dois Silos de Armazenamento de Cinzas (SC).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O caminho percorrido pelo gás na dessulfurização é mostrado na Figura 1. A quantidade de SO2 produzido na combustão está relacionada com o teor de enxofre presente no carvão. Em vista disso, é feita a análise do carvão para prever a quantidade de SO2 liberado, que irá passar pelo tratamento. Com essas estimativas, produz-se a quantidade de pasta de cal necessária para a redução da quantidade de SO2 para 600 mg/Nm3, o que faz com que o percentual de remoção do SO2 não seja fixo em 80%. Entretanto, mesmo com o percentual inferior, em torno de 67%, a quantidade de SO2 emitido não ultrapassa o limite máximo estipulado pela resolução CONAMA 382/2006 que é 800 mg/Nm3.
A eficiência da dessulfurização é de acordo com a quantidade de SO2 na entrada já que a saída é mantida aproximadamente constante, conforme mostra Figura 2. Faz-se assim, para diminuir a quantidade de resíduo gerado pelo processo (sulfito de cálcio e sulfato de cálcio), que é depositado em aterro sanitário licenciado e para diminuir os custos com a compra de cal.
CONCLUSÕES: Embora a eficiência do tratamento não seja mantida em 80% conforme o projeto, o sistema de dessulfurização mostra-se eficiente tendo em vista que obedece ao limite ambiental máximo estabelecido pela resolução CONAMA 382/2006. Nesse processo, o SO2 produzido pela combustão do carvão, tem sua quantidade reduzida consideravelmente, contribuindo assim, para manter a qualidade do ar.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BAIRD, C. 2007. Química Ambiental. Bookman, 124 – 127.
CARVALHO JR, J.A.;LACAVA, P.T. 2003. Emissões em processos de combustão. UNESP, 53: 62 – 65
Concelho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) – Resolução n° 382, de 26 de dezembro de 2006.
