Meio Ambiente (água, ar e solo)

Água: PQU usa água fluvial na torre e economiza US$ 2,7 MI por ano

Quimica e Derivados
10 de setembro de 2000
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    Química e Derivados - Água - Tabela 5 - Tecnologia de tratamento da água de resfriamento.

    Tabela 5 – Tecnologia de tratamento da água de resfriamento.

    Qualidade da água de reposição – A Tabela 1 ilustra as variações típicas da composição da água fluvial. Depois da limpeza em linha do sistema de resfriamento, aumentou-se a porcentagem de água fluvial na água de reposição da torre de 70% para 100%. Atualmente 100% da água de reposição constitui-se de água fluvial. Os componentes de maior impacto sobre o desempenho do programa são os altos níveis de amônia, matéria orgânica e sólidos suspensos.

    A água fluvial contém diversos tipos de microrganismos, como indicado na Tabela 2. Apesar da cloração da água fluvial, é verificada alta velocidade microbiana na água de deposição da torre. As leituras de ATP (adrenosina trifosfato) da água fluvial clorada ultrapassam 2000 RLU (unidades relativas de luz). Para referência, em termos da eficácia do controle microbiológico são consideradas efetivas leituras de ATP para água de resfriamento, valores menores que 150 RLU.

    Os níveis de contaminantes na água de reposição representam um desafio substancial para o programa de tratamento no que se refere a um controle eficaz da corrosão, depósitos e da atividade microbiológica. As concentrações de amônia e de matéria orgânica na água de reposição constituem ampla fonte nutricional, propiciando uma proliferação biológica acelerada no sistema de resfriamento.

    Se isso não for controlado de modo adequado, ocorrerão problemas de contaminação microbiológica, ou seja, biomassa/fouling sobre as superfícies dos trocadores de calor. O resultado será uma rápida perda de transferência térmica e a possibilidade de parada de trocadores individuais ou até mesmo de unidades de produção completas, entupimento de tubos dos trocadores, MIC (corrosão induzida microbiologicamente), ou o colapso do enchimento da torre. A amônia também cria uma alta demanda de cloro, podendo exigir modificações dispendiosas do programa biocida.

    Sempre que a água de resfriamento contiver amônia deve-se utilizar um efetivo programa microbiológico, a fim de manter um controle eficaz e evitar problemas de corrosão e contaminação associados. No período de setembro a dezembro de 1998, quando o residual de cloro livre era zero, foi documentado um aumento da corrosão e da proliferação microbiológica no sistema de resfriamento. Como não era feita a cloração da água de reposição, foi necessária a dosagem em excesso de gás cloro, bem como adicionar bleach (branqueador) e um biocida não-oxidante com a finalidade de manter o controle microbiológico adequado.

    A amônia causa inúmeros problemas nos sistemas contendo cobre e suas ligas, visto que pode levar a problemas de corrosão, pitting e stress corrosion (corrosão sob stress), decorrente de corrosão por fadiga. Ademais, se a corrosão do cobre não for controlada de modo adequado, os íons cobre da água podem depositar-se sobre as superfícies de transferência térmica de aço carbono, gerando sérios problemas de corrosão galvânica.

    Os sólidos suspensos na água também podem ocasionar problemas nos trocadores de baixa vazão, levando à deposição e corrosão sob depósito. Além de conter altas concentrações de contaminantes, a composição da água de reposição não é constante, exigindo dispositivos de monitoração adequados, além de monitoração contínua para manter o sistema sob controle.

    Trocadores de Calor – A Tabela 3 indica as condições operacionais críticas dos trocadores de calor. Os equipamentos mais importantes do sistema são os condensadores de superficie, que apresentam uma alta temperatura de película, sendo constituídos de tubos de cobre/níquel. Outros equipamentos críticos são os condensadores de propileno, bem como outras unidades que operam em condições de baixa vazão e alta temperatura de película.
    Os fatores críticos que afetam a operação do sistema de resfriamento estão resumidos na Figura 1.

    Química e Derivados - Água - Tabela 6 - Dispositivos para monitoração do tratamento da água de resfriamento.

    Tabela 6 – Dispositivos para monitoração do tratamento da água de resfriamento.

    Torre de Resfriamento – A Tabela 4 apresenta as condições operacionais da torre com seis ciclos de concentração. Anteriormente, a torre operava com 4,5 ciclos e mix de água fluvial e municipal. Atualmente, opera com seis ciclos e usa 100% de água fluvial como reposição. As condições atuais constituem um desafio considerável para o programa de tratamento em termos de controle eficaz e permanente da corrosão, depósitos, bem como da atividade microbiológica.

    Com a torre de resfriamento operando com seis ciclos e a redução da descarga em 28 m3/h (123,8 gpm), houve uma redução do custo total do tratamento, dos custos da água, bem como do impacto sobre o meio ambiente.

    Limpeza em linha e tratamento –Em agosto de 1998, foi verificada redução substancial na transferência térmica dos trocadores de calor críticos da planta. Com base em uma auditoria detalhada do sistema, concluiu-se que os problemas eram devidos à corrosão e à contaminação/fouling microbiológico.

    Como dito, para que o sistema voltasse a ter um desempenho eficaz foi aplicado um programa de limpeza em linha do sistema de resfriamento, de setembro a novembro de 1998.

    Durante este período, a torre operou com 4,5 ciclos para acelerar o processo de limpeza e minimizar a possibilidade de re-deposição de produtos de corrosão e detritos nas superfícies dos trocadores de baixa vazão.

    Simultaneamente, foi introduzida a nova tecnologia de tratamento – Dianodic Plus – para manter um controle eficaz durante e após a limpeza. A Tabela 5 mostra a nova tecnologia aplicada ao sistema de resfriamento em setembro de 1998. Uma característica exclusiva do novo programa é que todos os ativos são resistentes a halogênios. Isto permitiu a



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