Gerenciamento de emissões de SO² em usinas de energia a carvão

Por Brad Buecker, assessor de imprensa técnico sênior da ChemTreat

Embora muitas usinas de energia a carvão nos Estados Unidos tenham deixado de operar na última década, uma grande quantidade ainda continua em operação. Em outras partes do mundo, a energia a carvão continua a representar uma importante parcela da produção de eletricidade. O controle de emissão de dióxido de enxofre (SO₂) dessas plantas é essencial para a proteção da qualidade do ar, mas vários fatores podem influenciar esse controle, incluindo teor variável de enxofre do carvão, pureza do reagente e a eficiência dos produtos químicos de aprimoramento, como esta entrada descreverá.

O pessoal em uma instalação a carvão na Virgínia Ocidental enfrentou problemas constantes com o manuseio e alimentação do intensificador de eficiência da reação, ácido dibásico (DBA), para a lavadora de calcário úmido de seu gerador de vapor supercrítico de 770 mW. O produto deve ser mantido aquecido para evitar a solidificação, e havia restrições de entrega, tanto de uma perspectiva de distância quanto do fato de que o volume do tanque tinha que ser reduzido para menos de 10% antes que uma carga nova pudesse ser introduzida. Assim sendo, a equipe da planta começou um teste em ampla escala e a subsequente aplicação de uma mistura alternativa de ácido orgânico formulada especialmente, o FGD1105 (patente pendente) da ChemTreat.

Quase imediatamente após a adição química, as emissões de SO₂ caíram em aproximadamente 35-40%, de modo que, mesmo em plena carga, uma das cinco bombas de reciclagem da lavadora poderia ser, e foi, retirada de serviço. As emissões de SO₂ da pilha aumentaram ligeiramente de 120 lbs/h para 200 lbs/h após a redução da bomba. Essa ação por si só reduziu o consumo de energia auxiliar em 3 mW, representando um benefício anual projetado de aproximadamente US$ 700.000. Como teste, a equipe da fábrica removeu uma segunda bomba de reciclagem de serviço e descobriu que a remoção de SO₂ ainda era mais eficiente do que no período anterior à adição de FGD1105. De acordo com o gerente da fábrica, a capacidade de operar com 3 bombas de reciclagem em vez de 4 ou 5 proporcionou flexibilidade adicional para a estratégia de manutenção da bomba de reciclagem, ao mesmo tempo em que ofereceu oportunidade de receita líquida adicional com maior eficiência da unidade.

Dados operacionais após a introdução do FGD1105 também mostraram uma redução significativa do uso de calcário. Isso não apenas economiza custos diretos com reagentes, mas o consumo de calcário reduzido diminui a manutenção e o desgaste dos moinhos de bola e outros equipamentos e tubulações que geram lama.

Outro indicador da maior eficiência do produto em comparação com tecnologias mais antigas é mostrado nos gráficos a seguir.

O FGD1105 tem uma capacidade de buffering consideravelmente mais alta que o DBA quando triturado com ácido sulfúrico e ácido clorídrico, e uma capacidade muito maior que outras alternativas importantes, como os ácidos metanoico e lático. A capacidade de buffering é uma propriedade essencial desses produtos.

Outro aspecto desse novo produto químico é que ele pode ser alimentado na forma pura ou diluída. O produto puro tem um ponto de congelamento de -23,89 ºC, o que o torna adequado para aplicação no inverno em climas frios, conforme exemplificado por esse uso bem-sucedido no norte do estado de West Virginia. As entregas a granel ou em sacos são possíveis graças ao baixo ponto de congelamento.

A equipe nesta instalação calculou que a mudança para o novo produto de tamponamento resulta em um benefício potencial de US$ 1.200.000 anualmente devido a reduções na carga parasitária e no uso de calcário. Também é benéfico que a eficiência de lavagem melhorada permita margem adicional no controle das emissões de SO₂.

A química aprimorada aumenta a flexibilidade na programação de manutenção do equipamento, mais notavelmente bombas de reciclagem de lama. Para as plantas onde o carvão local de alto teor de enxofre é mais barato que o carvão com menor teor de enxofre vindo de mais longe, a maior eficiência na purificação pode ser decisiva para a escolha do combustível mais barato. Dados iniciais de várias aplicações sugerem que essa química pode reduzir a reemissão de mercúrio de sistemas de WFGD. Fique atento a futuras discussões desse produto inovador.

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Reconhecimentos

Reconhecimento a Dale Stuart da ChemTreat pelo desenvolvimento dessa química de patente pendente. Essas informações originalmente apareceram na revista Power Engineering em fevereiro 2019.

Os resultados são apenas exemplos. Não são garantidos. Os resultados reais podem variar.

Entre em contato com a ChemTreat para obter assistência no desenvolvimento de um programa de tratamento sob medida para sua aplicação. Como todas as outras tecnologias, uma investigação prévia é necessária para determinar a viabilidade de utilização dos métodos. Sempre consulte os manuais e guias dos seus equipamentos.