PT1537904E - Processo para a regulação do doseamento de um sorvente - Google Patents

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DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A REGULAÇÃO DO DOSEAMENTO DE UM SORVENTE" O objectivo da invenção é um processo para a regulação do doseamento de um sorvente em processos de trabalho não estequiométricos para a purificação de gás. São já conhecidos numerosos processos para a purificação de gás de combustão, nos quais os gases de combustão são colocados em contacto com um sorvente, com o qual são removidos os componentes ácidos do gás, conhecidos como poluentes, em especial, cloreto de hidrogénio, trióxido de enxofre, dióxido de enxofre e fluoreto de hidrogénio . É conhecido a partir de numerosos documentos de patente, que são utilizados habitualmente agentes de neutralização alcalinos nos processos de purificação de gás. Aqui, é utilizado em geral, hidróxido de cálcio, que é introduzido seco ou na forma de leite de cal nos correspondentes processos. Os poluentes mencionados, são convertidos por meio de hidróxido de cálcio nos correspondentes sais da reacçâo, sendo assim separados da fase gasosa, em que os sais da reacção são removidos posteriormente do processo ou da instalação como sólidos. Uma vez que os produtos da reacção resultantes da neutralização não configuram qualquer outra possibilidade de utilização, a sua remoção por tratamento dos resíduos é dispendiosa, isto é, eles têm em geral de ser depositados. Por isso, existe o desejo urgente de manter a quantidade de produtos 1 da reacção resultantes da neutralização o mais pequena possível.

Na purificação de gás, em especial na purificação de gás de combustão, estão estabelecidas legalmente as emissões a observar depois da utilização térmica de resíduos. Prevalecem actualmente para esse efeito, por exemplo, a 17a BlmSchV, a norma europeia 2000/76/EG e outros regulamentos nacionais comparáveis, nos quais estão determinadas para alguns poluentes, como por exemplo HC1, emissões de gás puro, cuja observância exige em geral graus de separação > 99%. De modo a atingir elevados efeitos de purificação deste tipo, são necessários consumos de sorvente extremamente elevados. Uma vez que para todos os processos conhecidos de purificação de gás de combustão dos tipos acima mencionados é característico que se operem com consumos de sorvente, para graus de separação maiores estão associados aumentos exponenciais de consumos de sorvente, como mostra a figura 1.

Na figura 1 está representado esquematicamente o consumo de sorvente como função da emissão de gás purificado de poluentes. A curva mostra que para concentrações elevadas de poluentes, já pequenas quantidades de sorvente conseguem um elevado efeito de purificação. Quanto mais prosseguir a purificação, maiores quantidades de sorvente serão necessárias, de maneira a ainda alcançar assim outros efeitos de purificação. Os últimos vestígios dos poluentes só se deixam remover com um dispêndio desproporcionadamente elevado de sorvente.

Por isso colocou-se o objectivo de desenvolver um processo para a regulação do doseamento de sorvente no qual o sorvente adicionado é utilizado de forma optimizada, ou seja, alcançar o mais elevado efeito de purificação possível por adição de 2 quantidades do sorvente o mais pequenas possível ou conseguir uma concentração previamente determinada de gás purificado com a introdução mínima de sorvente.

Nas instalações de purificação de gás de combustão actualmente em funcionamento comercial são adicionadas habitualmente quantidades tão elevadas de sorvente, que são mantidos seguros os valores médios diários e de meia hora para as respectivas concentrações de poluentes. 0 valor previamente considerado para serem mantidas as concentrações de poluentes decorre aqui manualmente na forma de um valor prévio de um "valor desejado de concentração de gás purificado", em que a diferença entre a concentração de gás purificado, medida quase continuamente na chaminé, e os valores desejados das concentrações dos poluentes no gás purificado, limitadas pelo doseamento de sorvente, é fixada directamente como referência. Para manter assegurados os respectivos, por exemplo, valores médios diários, são assim previamente indicados na maioria das vezes, valores desejados, que apresentam uma clara "margem de segurança" relativamente ao valor médio diário a ser legalmente observado. A regulação segue assim o princípio que um valor médio de emissão é mantido, quando qualquer valor momentâneo se encontrar abaixo do valor desejado. 0 processo é assim operado continuamente numa gama de elevado funcionamento estequiométrico e assim de forma economicamente deficiente. Como consequência, aumenta o consumo de sorvente de forma sobreproporcional. 0 objectivo da presente invenção é, por isso, um processo para a regulação do doseamento de um sorvente para a remoção de 3 poluentes a partir de gases de exaustão, no qual as concentrações da emissão do ou dos poluentes, são medidas em intervalos de tempo curtos, regulares (quase continuamente), e a diferença entre o valor médio formado a partir destes valores durante o período de tempo considerado até aí decorrido (por exemplo, o valor médio diário, por hora ou meia hora) e o valor desejado correspondente respectivo para a concentração das emissão é utilizada, como grandeza de referência, para o doseamento de sorvente para a redução da concentração da emissão do ou dos poluentes. Este processo é de seguida citado como "de acordo com o processo acima".

Se o gás de exaustão contiver apenas um poluente a ser separado, então é utilizada de acordo com a invenção, como grandeza de referência para o doseamento de sorvente para a redução da concentração da emissão desse poluente, a diferença entre o valor médio determinado de acordo com o processo acima durante o período de tempo mais longo a ser considerado para este poluente, durante o período de tempo até aí decorrido considerado, e o correspondente valor desejado da concentração da emissão.

Se o gás de exaustão contiver vários poluentes a serem separados, então é utilizada de acordo com a invenção, como grandeza de referência para o doseamento de sorvente para a redução das concentrações da emissão dos poluentes, para o período de tempo mais longo a ser considerado, a maior diferença que ocorra de um valor médio determinado de um poluente, de acordo com o processo acima, durante o período de tempo até aí decorrido considerado, relativamente ao valor desejado da concentração da emissão, estabelecido para este poluente. 4

Em contrapartida, é para ser consultada como grandeza de referência, de acordo com a invenção, a diferença, determinada de acordo com o processo acima, entre o valor médio da concentração de poluente, que é determinado para o periodo de tempo mais curto legalmente estabelecido (por exemplo valor médio de meia hora), e o correspondente valor desejado da concentração da emissão, quando este valor médio exceder uma determinada proporção percentual do correspondente valor desejado.

Procede-se diferentemente se, no inicio de um periodo de tempo a ser considerado, ainda não se encontrar disponível nenhum valor médio formado. Então, de acordo com a invenção, a diferença entre a concentração da emissão do ou dos poluentes medida actualmente e o valor correspondente desejado, para a instalação alvo, pode ser ajustada de tal forma para períodos de tempo específicos, como grandeza de referência para o doseamento de sorvente para a redução da concentração da emissão do ou dos poluentes, de maneira que assim o valor desejado seja também já observado no início do período de tempo.

Um processo deste tipo recorre às medições de emissão e calculadores de emissão, de qualquer forma existentes, que operam continuamente, e utiliza um conceito de regra, que calcula sequencialmente, durante um período de tempo a ser considerado, o valor médio até aí efectivamente conseguido de acordo com o processo acima, para as emissões de poluentes e que consulta como grandeza de referência do doseamento de sorvente, a variação deste valor médio relativamente ao valor desejado atribuído da concentração da emissão, durante o período de tempo previamente determinado. Aqui, o valor desejado para a emissão de gás purificado é, de tal forma modificado dinamicamente, que 5 a variação entre os valores médios calculados, e assim conseguidos, e a determinação legal no final do período de tempo considerado é aproximadamente zero. Através do ajustamento dinâmico assim conseguido do valor desejado para a emissão de poluente, pode-se levar a emissão média de poluente efectivamente alcançada, durante o período de tempo previamente determinado, ao limite superior permitido. É assim evitada de forma segura, uma reacção do doseamento de sorvente a picos extemporâneos de poluente, que poderiam estar associada com elevados consumos sobreproporcionais momentâneos.

Adicionalmente, o calculador de emissão pode ainda utilizar como outras grandezas de operação, para o doseamento de sorvente, os valores médios por hora ou meia hora determinados através de medição contínua. A regulação do doseamento de sorvente, de acordo com o processo de acordo com a invenção, tem como consequência uma minimização significativa do consumo do sorvente utilizado. Consequentemente reduz, também, a quantidade de produtos resultantes da neutralização na purificação de gás de combustão.

Uma vantagem especial do processo de acordo com a invenção consiste no facto de não serem necessários nenhuns investimentos adicionais em "hardware", uma vez que se trata, de acordo com a invenção, de uma solução pura de "software". Instalações de purificação de gás de combustão já existentes podem ser posteriormente equipadas, de acordo com a invenção, e assim diminuírem o seu consumo de sorvente. É óbvio que as instalações utilizando o processo de acordo com a invenção, operam de forma consideravelmente mais 6 económica, que todos os outros tipos de instalações de purificação de gás de combustão com regulação convencional. 0 processo de acordo com a invenção está ilustrado através das figuras 2 e 3. A figura 2 mostra a regulação até agora habitual do consumo de sorvente, na qual o consumo de sorvente é controlado de tal forma que um valor médio diário garantido não possa ser ultrapassado com segurança. Este valor médio diário apresenta um intervalo de segurança considerável relativamente às emissões que ocorrem efectivamente, com a consequência que uma parte considerável do sorvente para a neutralização não é de todo utilizada.

Em contrapartida, a figura 3 mostra o processo de acordo com a invenção. A grandeza de referência determinante para o consumo de sorvente é assim, por exemplo, a diferença entre o valor médio diário da concentração de poluente determinado com o auxilio de um calculador de emissão durante o período de tempo decorrido considerado e o seu valor desejado. Se a concentração limite de emissão de um poluente for, de alguma forma, ultrapassada durante um curto período de tempo, por exemplo, de meia hora ou de uma hora, perigando a observância dos valores médios previamente determinados, é utilizado momentaneamente como grandeza de referência superior, para a forma de processo de resto análoga, o valor médio de doseamento de sorvente por hora ou meia hora a ser observado. Isto também é válido, quando o valor médio diário a ser considerado simultaneamente não está em perigo. 7

As vantagens do processo de acordo com a invenção através da poupança em agentes de operação e custos de tratamento são reveladas através do seguinte exemplo de cálculo:

Instalação Cálculo modelo Tipo RGR Absorvedor de aspersão Número de linhas 1 Lado do gás bruto (dados de acordo com cada linha) Vn f. 100.000,00 Nm3/h 85.000,00 Nm3/h

Concentrações de poluente (11% em Vol 02,tr . f ) HC1 1.250,00 mg/Nm3 S02 400,00 mg/Nm3 02 9, 00 Lado do gás puro (11% em vol C>2,tr.) Vol . % , tr HC1 10,00 mg/Nm3 C\) 0 cn 50,00 mg/Nm3

Necessidade de sorvente

Regulação "antiga" = 450 kg/h

Regulação "nova" = 420 kg/h

Produção de substâncias residuais

Regulação da produção de substâncias residuais "antiga" = 920 kg/h

Regulação da produção de substâncias residuais "nova" = 880 kg/h

Lisboa, 16 de Abril de 2007 9

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a regulação do doseamento de um sorvente utilizado para a remoção de poluentes a partir de gases de exaustão, caracterizado por as concentrações da emissão no gás puro do ou dos poluentes serem medidas em intervalos de tempo curtos, regulares (quase continuamente) e a diferença entre o valor médio formado a partir destes valores de medição durante o período de tempo considerado e o valor desejado da concentração da emissão, ser utilizada como grandeza de referência para o doseamento de sorvente para a redução da concentração da emissão do ou dos poluentes.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, para apenas um poluente a ser separado do gás de exaustão, ser utilizada como grandeza de referência para o doseamento de sorvente para a redução da concentração deste poluente no gás, a diferença entre o valor médio determinado, de acordo com o processo acima, para este poluente durante o período de tempo mais longo considerado e o valor desejado para a concentração da emissão.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, para vários poluentes a serem separados do gás de exaustão, ser utilizada como grandeza de referência para o doseamento de sorvente para a redução da concentração dos poluentes no gás, a diferença entre o valor médio determinado, de acordo com o processo acima para aquele poluente durante o período de tempo mais longo considerado e o seu valor desejado atribuído para a concentração da 1 emissão, que apresente a maior variação relativamente ao valor desejado estabelecido para esse poluente.
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser determinado durante respectivo período de tempo precedente, de acordo com o processo acima, o valor médio da concentração da emissão de um poluente, para o período de tempo a ser considerado, mais curto, estabelecido legalmente, e ser consultada depois a diferença entre o valor médio assim formado e o valor desejado atribuído, como grandeza de referência para o doseamento de sorvente, quando para este período de tempo considerado, este valor médio ultrapassar uma determinada proporção percentual do valor desejado.
5. 5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por para o início de um novo período de tempo, no qual ainda não se encontra disponível nenhum valor médio, a diferença entre a concentração da emissão actualmente medida do ou dos poluentes e o correspondente valor desejado para a concentração da emissão respectiva ser ajustada temporariamente de tal forma, nos necessários períodos de tempo específicos para cada uma das instalações, como grandeza de referência para o doseamento de sorvente para a redução da concentração da emissão do ou dos poluentes, que o valor desejado da concentração da emissão seja assim também já observado no início do período de tempo. Lisboa, 16 de Abril de 2007 2