Tecnologias chinesas de dessulfurização: produtos e aplicações? 

Quando falam sobre tecnologias chinesas de dessulfurização, muitos imaginam imediatamente apenas enormes absorvedores em usinas termelétricas. Mas, na realidade, se você se aprofundar, a gama de soluções e as nuances de sua aplicação são muito mais amplas e interessantes. Um erro comum é presumir que tudo depende apenas da compra de reagentes, como o calcário, e o resto é uma questão de tecnologia. Na realidade, desde a escolha de um circuito específico até os meandros da operação no local, são muitos os detalhes que determinam se a instalação funcionará perfeitamente ou se se tornará uma dor de cabeça durante anos. Compartilharei algumas observações baseadas na prática.

Da teoria à “sujeira”: a evolução das abordagens

Historicamente, a China tem dado grande ênfase aos métodos de calcário-gesso úmido, que têm sido uma espécie de padrão-ouro para grandes unidades de geração de energia. Parece que a tecnologia foi testada em todo o mundo. Mas as características locais do combustível, os requisitos para o subproduto - gesso e, principalmente, as questões de consumo de água e águas residuais forçaram os engenheiros a refinar constantemente os esquemas. Você não pode simplesmente pegar e copiar um projeto alemão ou japonês. Por exemplo, quando o carvão tem um elevado teor de cinzas ou uma composição específica de cinzas, um sistema de hidrociclone padrão pode entupir com mais frequência do que o esperado. Foi necessário experimentar a pré-lavagem dos gases de combustão ou a modificação dos bicos de pulverização.

Outra abordagem, métodos semissecos e secos, começou gradualmente a ganhar peso, especialmente para caldeiras industriais mais pequenas ou para retrofits onde não havia espaço para sistemas volumosos de tratamento de águas residuais. Aqui, os fabricantes chineses, contando com a experiência, passaram a oferecer soluções bastante elegantes com leito fluidizado circulante (CFB) e injeção de cal hidratada. A eficiência é um pouco menor, mas é mais fácil de operar e não há problemas com resíduos líquidos. Mas isso também tem seu próprio “ancinho”: a finura da moagem do sorvente, a uniformidade da distribuição do gás no reator, o combate à aderência no aparelho - tudo isso exigia ajustes finos no local.

Um caso interessante que me vem à mente: tentaram adaptar um esquema padrão de secagem em um dos fornos de cimento. Os indicadores calculados foram bons, mas na prática a eficiência da dessulfuração aumentou. Descobriu-se que o culpado eram as flutuações significativas na temperatura e no volume dos gases que saíam do forno, para as quais o projeto original não fazia concessões suficientes. Tivemos que modificar rapidamente o sistema de dosagem e introduzir um circuito adicional de controle de temperatura na frente do reator. Este é um exemplo típico quando a teoria encontra condições não ideais de produção real.

Principais produtos e “hardware”: o que está por trás das abreviaturas

Quando falamos de produtos não podemos nos limitar apenas aos reagentes químicos. Isso é sempre complexo: uma licença tecnológica, um projeto básico, equipamentos-chave e, claro, os próprios sorventes. Entre os reagentes, além do clássico carbonato de cálcio, o hidróxido de cálcio é cada vez mais utilizado para métodos secos e, em casos especiais, o bicarbonato de sódio. Este último oferece uma eficiência muito elevada, mas o preço é diferente. A solução é sempre um compromisso.

Quanto aos equipamentos, as empresas de engenharia chinesas fizeram grandes progressos aqui. Não estamos falando apenas dos próprios absorvedores ou reatores CFB, mas também de sistemas auxiliares. Por exemplo, sistemas para preparação e injeção de suspensão de calcário. A qualidade e confiabilidade das bombas misturadoras hidráulicas, a resistência ao desgaste dos bicos de pulverização - a estabilidade de toda a instalação depende dessas ninharias aparentemente. Já vi situações em que economizaram dinheiro em injetores e, após seis meses de operação, a eficiência caiu 15% devido à pulverização irregular e à erosão.

Separadamente, vale destacar os sistemas de monitoramento e controle. Os projetos chineses modernos quase sempre incluem sistemas de controle de processo automatizados bastante avançados que não apenas leem dados, mas também permitem otimizar o consumo de reagentes dependendo dos parâmetros atuais do gás (SO2, O2, temperatura). Mas implementar tal sistema é apenas metade da batalha. É importante que o pessoal no local compreenda a lógica do seu funcionamento e não apenas siga cegamente as instruções. Aconteceu que os operadores desligaram a correção automática do fluxo, preferindo o modo manual “por sensação?”, o que anulou todas as economias potenciais.

Âmbito de aplicação: energia externa

Embora o sector energético seja o principal consumidor, as tecnologias de dessulfuração estão a migrar activamente para outras indústrias. A metalurgia, especialmente as usinas de sinterização e os altos-fornos, é um desafio mais sério. A composição dos gases é mais complexa, a temperatura é mais elevada e a carga de poeira é mais elevada. Soluções híbridas são frequentemente usadas aqui. Por exemplo, primeiro um método seco ou semi-seco para limpeza primária e resfriamento e, em seguida, limpeza adicional usando um método mais sutil. Os empreiteiros chineses acumularam uma experiência considerável nestes esquemas de combinação.

A indústria do cimento é uma história especial. Aqui, não apenas o SO2 está frequentemente em foco, mas também os mercaptanos e outros gases ácidos. Uma aplicação interessante da tecnologia é em fornos, onde componentes alcalinos das próprias matérias-primas (por exemplo, certas argilas) podem ser usados ​​para ligar o enxofre. Isto requer uma compreensão profunda da própria tecnologia de fabricação subjacente. Projetos bem-sucedidos são sempre realizados em estreita cooperação com técnicos de fábrica.

Uma área menos óbvia, mas em crescimento, são os incineradores e as caldeiras de biomassa. Os volumes dos gases são menores, mas a composição pode ser muito variável. Para tais instalações, muitas vezes são escolhidas soluções modulares compactas baseadas em sorventes secos com filtros de mangas. O ponto principal aqui é a seleção correta do tecido do filtro que seja resistente às condições e um sistema preciso de dosagem de sorvente que possa responder rapidamente a picos na concentração de SO2.

Desafios práticos e lições

Nenhum projeto está completo sem sobreposições. Um dos problemas comuns, raramente mencionados em folhetos, é a qualidade da água para o preparo da suspensão. Alta dureza ou teor de cloreto pode causar depósitos nas linhas e injetores entupidos. Numa das instalações da Ásia Central, foi necessária a instalação urgente de um sistema adicional de amaciamento de água, o que não estava previsto no contrato original.

Outro ponto doloroso é o descarte de produtos de dessulfurização. O gesso proveniente de sistemas úmidos deve atender aos padrões para ser vendido. Se algo desse errado no processo (por exemplo, a oxidação do sulfito foi incompleta devido ao mau desempenho do sistema de aeração), então o material resultante era de baixa qualidade, o que nenhum processador aceitaria. Teve que ser descartado, o que acabou com toda a economia do projeto. Portanto, agora cada vez mais atenção é dada não apenas à instalação principal, mas também às unidades de processamento e purificação do subproduto.

A cultura operacional é talvez o fator menos técnico, mas crítico. A instalação mais avançada pode ser arruinada em seis meses se o monitoramento regular não for realizado, as bombas não forem impedidas e os sensores não forem calibrados. Vi como em uma fábrica, devido à substituição prematura das vedações de uma bomba de suspensão, ocorreu um vazamento que corroeu a laje de fundação. Reparar o equipamento custa alguns centavos em comparação com a restauração da fundação e o tempo de inatividade.

Um olhar por dentro: um exemplo de instituto especializado

Para ser mais específico, podemos tomar como exemploTecnologia Co. de Chengdu Yizhi.(o site deles éhttps://www.yzkjhx.ru). Este não é apenas um vendedor de equipamentos, mas um instituto de design criado com baseChengdu Huaxi Tecnologia Química Co.Com um capital social de 120 milhões de yuans, dedicam-se a fornecer soluções abrangentes desde 2013. O seu trabalho mostra claramente a evolução da abordagem: desde o fornecimento de componentes individuais até ao ciclo completo - desde a investigação laboratorial e testes piloto até à concepção, entrega, instalação e comissionamento.

Pela sua prática, são interessantes projetos para siderúrgicas onde foram utilizados métodos combinados. Por exemplo, seu desenvolvimento foi utilizado na planta de sinterização - um sistema de injeção de sorvente seco no duto de gás seguido de filtração, mas com resfriamento preliminar e umidificação do gás em uma câmara especial. Isto tornou possível alcançar uma saída estável além da eficiência básica de 90%, mesmo com uma composição de carga instável. É importante que não apenas instalem a instalação, mas realizem testes preliminares em uma instalação piloto, selecionando o tipo e a granulometria ideais do sorvente específico para esta matéria-prima.

Outro ponto significativo dessas empresas é o trabalho com subprodutos. Em alguns de seus projetos para sistemas úmidosTecnologia Chengdu Yizhiconcentra-se não apenas na produção de gesso comercial, mas também está considerando opções para a produção de ácido sulfúrico ou enxofre elementar a partir de fluxos concentrados de SO2. Este é o próximo nível, que indica a profundidade do desenvolvimento da cadeia tecnológica. É claro que tais decisões nem sempre são economicamente justificadas e requerem um estudo de viabilidade minucioso, mas o próprio facto de tal conhecimento especializado é importante.

Para que lado o vento está soprando? Algumas considerações finais

Olhando para o futuro, a tendência é flexibilidade e integração. Simples ?encaixotado? as decisões tornam-se uma coisa do passado. Há cada vez mais pedidos de sistemas que possam operar numa vasta gama de cargas (o que é importante para as fontes de energia renováveis), serem monitorizados e diagnosticados remotamente e, o que é mais importante, estar preparados para padrões mais rigorosos não só para o SO2, mas também para as emissões associadas, como metais pesados ​​ou NOx.

O trabalho com sorventes continua. Isto inclui o aumento da reatividade dos materiais calcários devido ao processamento especial e o desenvolvimento de sorventes multifuncionais capazes de capturar simultaneamente vários poluentes. Mas qualquer inovação deve provar a sua economia não no laboratório, mas nas condições de um fluxo industrial real, muitas vezes longe do ideal.

Assim, voltando ao início, as tecnologias chinesas de dessulfuração não são mais uma questão de “comprar e entregar”. Trata-se de engenharia abrangente, adaptação profunda às condições do cliente e, em última análise, a capacidade de resolver problemas práticos que sempre surgem na intersecção da bela teoria e da dura realidade da produção. E a experiência, incluindo as negativas, acumulada ao longo dos anos de implementação de projectos dentro e fora da China, é talvez o activo mais valioso aqui.