Soluções de tratamento para a indústria química fina

• Características do gás residual: o gás residual contém matéria orgânica nitrogenada, poluentes orgânicos de enxofre e cloro, além de gases residuais inorgânicos ácidos e básicos.
• Fonte de gases residuais: gases residuais do processo de produção em oficina e gases coletados pela estação de tratamento de esgoto.
• Componentes dos gases residuais: amônia, ésteres, hidrocarbonetos, compostos da série do benzeno, cloreto de hidrogênio, sulfeto de hidrogênio.
• Esquema do processo: pré-tratamento + RTO + SCR + dessulfurização com cloro

Para gerenciar e tratar eficazmente os gases residuais, propõe-se um processo de tratamento em múltiplas etapas. Essa abordagem integrada consiste em:

1. Pré-tratamento: Esta etapa remove partículas grandes e ajusta a temperatura e a umidade do fluxo de gás, preparando-o para as etapas de tratamento subsequentes.
2. Oxidante Térmico Regenerativo (RTO): Neste sistema, o gás residual é aquecido a altas temperaturas, oxidando compostos orgânicos em dióxido de carbono e vapor de água.
3. Redução Catalítica Seletiva (SCR): Seguindo a oxidação em tempo real (RTO), a SCR reduz os óxidos de nitrogênio (NOx) utilizando um catalisador e um agente redutor, como a amônia, convertendo-os em nitrogênio e água.
4. Dessulfurização e decloração: As etapas finais concentram-se na remoção de compostos de enxofre e cloro. A dessulfurização converte o dióxido de enxofre (SO₂) em subprodutos inofensivos, enquanto a decloração trata compostos como o cloreto de hidrogênio, garantindo que o gás emitido atenda aos rigorosos padrões ambientais.

Ao implementar esse processo de múltiplas etapas, o sistema RTO da RP Techniek BV oferece uma solução confiável e eficiente para o tratamento de gases residuais na indústria química fina, aprimorando a proteção ambiental e apoiando práticas industriais sustentáveis.

A segurança é a prioridade fundamental no projeto e operação de nossos sistemas RTO. O programa de controle integrado apresenta autodiagnóstico e intertravamento de segurança multinível para garantir a confiabilidade operacional. Componentes de segurança críticos — incluindo corta-chamas, discos de ruptura e ventilação de emergência — são instalados para prevenir incidentes perigosos. Funções como detecção de pressão diferencial, controle de segurança do sistema de combustão e válvulas de bypass de alta temperatura aprimoram ainda mais a proteção do sistema. Em nossa empresa, a segurança não é apenas um recurso — é a nossa essência, incorporada em cada projeto e processo. As medidas específicas são as seguintes: 

Os gases de escape devem passar por uma série de processos de pré-tratamento físico ou químico para atender aos requisitos de entrada antes de ingressarem em um Oxidante Térmico Regenerativo (RTO). Nem todos os fluxos de escape são adequados para tratamento em RTO: a concentração orgânica deve permanecer abaixo do limite inferior de explosividade (LIE) e substâncias propensas a reações ou polimerização — como o estireno — devem ser evitadas para prevenir incrustações e riscos à segurança. Além disso, os níveis de partículas devem ser mantidos abaixo de 5 mg/m³, especialmente quando contaminantes pegajosos, como alcatrão ou névoa de tinta, estiverem presentes. O fluxo de gás também deve apresentar vazão, temperatura, pressão e concentração estáveis, sem flutuações significativas, para garantir uma operação contínua e segura. A adesão a essas diretrizes é essencial para manter alta eficiência de tratamento e evitar riscos operacionais.

Comprima o gás de escape usando um compressor e, em seguida, envie-o para o RTO (Unidade de Tratamento de Resíduos) para tratamento em uma quantidade medida.

Controle a concentração dos gases de escape na saída condensando-os em um condensador, com base nas propriedades dos COVs (Compostos Orgânicos Voláteis) presentes nos componentes. Selecione um solvente com alta solubilidade para absorver os gases de escape de alta concentração.

Para gerenciar fluxos com concentrações acima do LEL (Limite Inferior de Explosividade), o teor de oxigênio deve ser reduzido inicialmente com gases inertes como nitrogênio ou CO₂ para que as concentrações fiquem abaixo do LEL, seguido de diluição adicional com ar até um valor inferior a 25% do LEL. As fontes de ignição devem ser controladas; ao utilizar diluição com ar, pode-se aplicar pulverização de água para eliminar fontes potenciais, com a frequência de troca da água de pulverização baseada na solubilidade dos COVs (Compostos Orgânicos Voláteis). O armazenamento e a liberação controlada por meio de grandes tanques atmosféricos ou recipientes pressurizados também são métodos eficazes.

A lavagem ácida é usada para remover componentes alcalinos, a lavagem alcalina é aplicada para neutralizar contaminantes ácidos e a lavagem com água pode eliminar sais inorgânicos do fluxo de exaustão.

Para gases com alto teor de vapor de água, deve-se instalar equipamento de desumidificação. As tubulações devem ser inclinadas para facilitar a drenagem, considerando o efeito da temperatura na pressão de vapor saturado. As saídas de drenagem devem ser instaladas nos pontos mais baixos dos ventiladores, equipamentos e chaminés, sem comprometer a pressão negativa do sistema.

As concentrações de substâncias com baixo ponto de fulgor devem ser controladas para evitar a combustão no fundo do leito regenerativo. Os compostos orgânicos clorados devem ser reduzidos para minimizar a corrosão por ácido clorídrico, utilizando adsorção ou absorção quando necessário. No tratamento de gases residuais contendo cloro, os níveis de amônia devem ser controlados por meio de lavagem com água ou ácido para evitar a deposição de sais de amônio e o entupimento do meio cerâmico.

A estratégia de pré-tratamento combina filtração mecânica com retrolavagem automatizada a vapor para interceptar e remover contaminantes, enquanto o condicionamento térmico é aplicado para reduzir o teor de componentes viscosos e substâncias com alto ponto de ebulição nos gases de escape.

Os tanques de compensação também podem funcionar como recipientes de vedação líquida, proporcionando mistura e homogeneização do fluxo de gás, ao mesmo tempo que atenuam as variações de concentração.

O sistema de pós-tratamento RTO refere-se ao processo no qual o gás de escape, após passar pelo tratamento de oxidação térmica RTO, é submetido a uma série de métodos de tratamento físico ou químico para garantir que o gás que sai do RTO atenda aos padrões de emissão. O objetivo do pós-tratamento é assegurar que todos os indicadores de emissão estejam em conformidade com os padrões estabelecidos.

Adsorção de SO₂, HCl, COCl₂.

Adsorção de dioxinas e outras substâncias com requisitos especiais de emissão.

Desnitrificação SNCR: Eficiência <60%. SNCR, without the use of a catalyst, uniformly injects an amino-based reducing agent, such as ammonia or urea, into the flue gas at temperatures between 850°C and 1100°C. The reducing agent rapidly decomposes within the furnace, reacting with NOx in the flue gas to produce N2 and H2O (with little reaction to oxygen in the flue gas), thereby achieving denitrification.

Desnitrificação SCR: Altamente eficiente. A SCR é a tecnologia de desnitrificação de gases de combustão mais utilizada internacionalmente. É empregada na maioria das usinas de energia em países e regiões como Japão, Europa e Estados Unidos. Não produz subprodutos, não causa poluição secundária, possui uma estrutura de dispositivo simples e oferece alta eficiência de remoção (acima de 90%), operação confiável e fácil manutenção. A tecnologia SCR funciona injetando amônia nos gases de combustão a uma temperatura de aproximadamente 180-420°C sobre um catalisador, reduzindo o NOₓ a N₂ e H₂O.

A solução adota a tecnologia de desnitrificação rotativa (RTO) de última geração, garantindo alta eficiência de purificação e térmica. O efluente contendo amônia 5% é pulverizado diretamente na câmara de combustão do RTO por meio de pistolas atomizadoras, com temperatura controlada entre 850 e 950 °C, criando condições de desnitrificação em alta temperatura por meio de um sistema SNCR, alcançando a remoção de NOx na faixa de 30 a 50%. Essa abordagem trata simultaneamente o efluente contendo amônia e realiza a desnitrificação, implementando uma estratégia de "tratamento de resíduos" e "tratamento duplo gás-líquido", além de reduzir a carga no sistema SCR subsequente. Para as emissões residuais de NOx do RTO, um sistema SCR avançado é integrado, formando um processo combinado de desnitrificação SNCR-SCR que opera com baixo consumo de energia e alta eficiência.

A. Coleta e tratamento categorizados

• Os gases residuais contendo amônia são coletados e tratados separadamente, não sendo misturados com gases residuais contendo cloro ou enxofre.
• Os gases residuais contendo cloro são coletados e tratados separadamente, não sendo misturados com os gases residuais contendo amônia.
• Os gases residuais contendo enxofre são coletados e tratados separadamente, não sendo misturados com os gases residuais contendo amônia.

B. Medidas de pré-tratamento para redução na fonte

• Para gases residuais contendo traços de amônia juntamente com cloro, enxofre ou compostos orgânicos nitrogenados, utilize lavagem ácida inicial + lavagem alcalina + desumidificação para remover os componentes que contêm amônia e reduzir a formação de sais de amônio.
• Para gases residuais que contenham amônia e traços de HCl/SO₂, aplique lavagem alcalina inicial + desumidificação para remover componentes ácidos e minimizar a geração de sais de amônio.

Para reduzir a formação de sais de amônio, as tubulações da extremidade inicial podem ser aquecidas por meio de pré-aquecimento, aquecimento por resistência, purga com ar quente e isolamento, elevando a temperatura de acordo com a temperatura de decomposição dos sais de amônio.

C. Projeto de drenagem de fundo do RTO

Uma válvula de contrapressão é usada para regular a pressão de saída da bomba de amônia. Uma vez ajustada a pressão, nenhuma modificação é necessária, permitindo uma instalação mais simplificada do sistema.