Apostila de GNC

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TRATAMENTO DE GASES ODOROSOS Processo Celulose Kraft ____________________________ Dimas Vasconcelos Rodrigues Neto Outubro/2006

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Page 1: Apostila de GNC

TRATAMENTO DE GASES ODOROSOSProcesso Celulose Kraft

____________________________

Dimas Vasconcelos Rodrigues Neto

Outubro/2006

Page 2: Apostila de GNC

PROGRAMAÇÃO

1a Parte: Definições e Terminologias;2a Parte: Conceitos - Entendendo a

formação dos compostos odororos;

3a Parte: Fatores que influenciam na geração;

4a Parte: Composição típica e características principais;

5a Parte: Coleta de GNCC – Conceitos, equipamentos aplicados, segurança.

6a Parte: Coleta de GNCC – Conceitos, equipamentos aplicados, segurança.

7a Parte: Oxidação Térmica dos Gases.

8a Parte: Conceitos sobre manutenção e intervenções no sistema de GNC.

9a Parte: Características principais sobre projetos de instalações de GNCC

e GNCD;

Page 3: Apostila de GNC

DEFINIÇÕES E TERMINOLOGIAS

• GNC – GASES NÃO CONDENSÁVEIS

CONCENTRADO

- LVHC - Low Volume High Concentration;

- GNCC - Gases Não Condensáveis Concentrados;

- CNCG - Concentrated Non Condensible Gases

DILUÍDO

- HVLC - High Volume Low Concentration;

- GNCD – Gases Não Condensáveis Diluídos;

- DNCG – Diluted Non Condensible Gases.

- GDI - Gases Diluídos Incondensáveis

Page 4: Apostila de GNC

DEFINIÇÕES• GNCC – GASES NÃO CONDENSÁVEIS CONCENTRADOS

• Misturas de gases não condensáveis que contêm

compostos de enxofre, metanol e outros hidrocarbonetos os

quais colocam a mistura acima do Limite Superior de

Explosividade (LSE).

• São coletados dos condensadores de vapor de flash de

digestores, sistema de vácuo de evaporações, colunas de

metanol, tanque de estocagem de licor preto forte (acima de

80%) e eventualmente do tanque de condensado

contaminado

Page 5: Apostila de GNC

DEFINIÇÕES

• GNCD - GASES NÃO CONDENSÁVEIS DILUÍDOS

• Misturas de gases não condensáveis que contêm

compostos de enxofre, metanol e outros hidrocarbonetos os

quais colocam a mistura abaixo do Limite Inferior de

Explosividade (LIE).

• São coletados do silo de cavacos dos digestores, tanques

de licor negro e blow tanques do digestor, tanques de licor

da evaporação, tanques do sistema de massa marrom,

tanque de mistura da caldeira de recuperação e tanques da

área da caustificação

Page 6: Apostila de GNC

FORMAÇÃO DE COMPOSTOS ODOROROSNO COZIMENTO DE CAVACOS

R-OCH 3

O2

CH3SH

CH3S-R-OCH3HS-

CH3-S-S-CH3

CH3-S-CH3H2S

AKER KVAERNER, 2002

Page 7: Apostila de GNC

FORMAÇÃO DE COMPOSTOS ODOROROSNO COZIMENTO DE CAVACOS

• Uma solução aquosa contendo NaOH e Na2S, utilizada como meio de cozimento produz:

H2S - Sulfeto de Hidrogênio

• Os químicos do cozimento reagem com a lignina da madeira e formam:

CH3SH - Metilmercaptana

(CH3)2S - Sulfeto de Dimetila

(CH3)2S2 - Dissulfeto de Dimetila

Page 8: Apostila de GNC

FORMAÇÃO DE COMPOSTOS ODOROSOS

LICOR BRANCO “TÍPICO” DE COZIMENTOCompostos Principais: NaOH

Na2S

Compostos Minoritários: Na2CO3Na2SO3Na2SO4Na2S2O3

Reagentes Ativos

Gerados no Ciclode Recuperação

REAÇÕES DISSOCIAÇÃO DOS REAGENTES ATIVOS• NaOH Na+ + OH-

• Na2S 2Na+ + S-2

Page 9: Apostila de GNC

FORMAÇÃO DE COMPOSTOS ODOROSOS• NaOH Na+ + OH-

• Na2S 2Na+ + S-2

EQUILÍBRIO REAÇÕES DE DISSOCIAÇÃO DO SULFETO• S-2 + H2O HS- + OH-

• HS- + H2O H2S + OH-

H2S H+ + HS- 2H+ + S-2pKa1=7 pKa1=13,5

1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 146pH

0,1S-2H2S HS-

Concentraçãomol./litro 0,01

0,001

Page 10: Apostila de GNC

FORMAÇÃO DE COMPOSTOS ODOROSOSFORMAÇÃO DE MERCAPTANAS

CARBÂNION TÍPICO FORMADO NA DEGRADAÇÃO DA LIGNINADEVIDO AÇÃO DE ALCALI CH2OH

CH

HC

OR

O

CH

HC

CH2OH

CH3

HS-

SCH3-

+ CH3SH

METILMERCAPTANAO-

OR

CH2OH

CH

HC

+ CH3SCH3

DIMETILMERCAPTANA

O-

OR

Page 11: Apostila de GNC

FORMAÇÃO DE COMPOSTOS ODOROSOSFORMAÇÃO DE METANOL – NÃO É GNC

• Dois mecanismos de formação de metanol no processo Kraft conhecidos- Hidrólise alcalina de Xilanas (reação A)- Dimetilação de lignina com álcali (reação B)

COZIMENTOO

CO2H

CH3O

O

CO2H

+ OH-(A) + CH3OHMETANOL

Ac. 4-O Me-glucurônico

O

O

CH

HC

CH2OH

O

CH

HC

CH2OH

O

R

O

R

+ CH3OHCOZIMENTOEVAPORAÇÃO(B) METANOL

+ OH-

TEXTO COMPLEMENTAR

“paper – entendendo a formação do metanol.pdf”

O-CH3

Lignina Desestabilizada

Page 12: Apostila de GNC

FORMAÇÃO DE COMPOSTOS ODOROSOSTEREBENTINA – NÃO É GNC

TEXTOS COMPLEMENTARES

“Tese de Mestrado de Marlene G. dos Santos –Refino de Terebentina Sulfatada”

• O termo “terebentina” se refere ao óleo volátil (óleo essencial) contido em

árvores das coníferas (pináceas);

• Nas árvores vivas, a terebintina se origina da oleo-resina produzida na fina

parede de células parenquimáticas.

• Contém impurezas inerentes ao processo tais como DMS, DMDS e MM que

ocasionam características de forte odor desagradável;

• Se for descartado para efluentes, além do odor desagradável impõem ao

processo alta carga de DBO5.

• Perigosa. Concentrações acima de 0,8% no ar já torna uma mistura explosiva.

• Necessário refino para venda.

α – pineno (50 ~ 60%)

β – pineno (15 ~ 25%)

COMPOSIÇÃO

“Texto sobre Terebentina .pdf”outros terpenoides e

impurezas (5 ~ 15%)

Page 13: Apostila de GNC

FORMAÇÃO DE COMPOSTOS ODOROROSNO COZIMENTO DE CAVACOS

• FATORES QUE INFLUENCIAM NA GERAÇÃO

• Quantidade de enxofre presente no cozimento (Sulfidez);

• Tipo de Madeira;

• Tempo de Cozimento;

• Temperatura de Cozimento;

Page 14: Apostila de GNC

FORMAÇÃO DE COMPOSTOS ODOROROSNO COZIMENTO DE CAVACOS

• EMISSÃO DE ENXOFRE NO GNCC X SULFIDEZ

kgS / tp

Hardwood

Softwood

30 % 35 % 40 %

Sulfidez

3

2

1

AKER KVAERNER, 2002

Page 15: Apostila de GNC

FORMAÇÃO DE COMPOSTOS ODOROROSNO COZIMENTO DE CAVACOS

• EFEITO DA ANTRAQUINONA

AQ = 0,00 %

AQ = 0,02 %

AQ = 0,06 %

AQ = 0,12 %

TEXTOS COMPLEMENTARES

“Efeito da Antraquinona.pdf”

BASE: KAPPA 17± 0,5 - EUCALIPTOFabrício J. da Silva, José Lívio Gomide, Alberto Carvalho de Oliveira Filho,Huberto Fantuzzi Neto.

Page 16: Apostila de GNC

EMISSÃO DE COMPOSTOS ODOROROS

% % %

Sulfeto de hidrogênio, H2S 0,5 6 2

Metilmercaptana, MM 10 16 0,5

Sulfeto de dimetila, DMS 18 1 1,5

Dissulfeto de dimetila, DMDS 4 2 1

Nitrogênio, N2 67,5 75 0

Metanol, CH3OH - - 35

Água , H2O - - 60

CompostoDigestor Evaporação Stripper

BASE: Fabricação de Celulose Kraft de Eucalipto, sulfidez @ 35%

Page 17: Apostila de GNC

GASES NÃO CONDENSÁVEIS

EXPLOSIVIDADEExplosividade do GNC

Mistura de gás x ar, vol %

Sulfeto de hidrogênio 4.3 - 45.0Metilmercaptana 3.9 - 21.8Sulfeto de Dimetila 2.2 - 19.7Dissulfeto de Dimetila 7.8 - 50.6Metanol 6.7 - 36.5Terebentina 0.8 – 6.0Mistura de gás de enxofre 4 - 40

GNCC

Page 18: Apostila de GNC

GASES NÃO CONDENSÁVEIS

TOXICIDADE (H2S)

Concentração aceita para 8 h/dia < 10 ppmVertigem 100 - 300 ppmInconsciência 300 - 500 ppmDose letal 500 - 700 ppmConcentração normal no sistema 50 000 - 200 000 ppm

ODOR

Limite de sensibilidade p/ homem 2 ppb (0.002 ppm)

Page 19: Apostila de GNC

GASES NÃO CONDENSÁVEIS

CSCRB, 2001

Page 20: Apostila de GNC

CONCEITO IMPORTANTE

• Historicamente ocorreram muito mais acidentes em sistemas de GNCD comparados com sistemas de GNCC;

• Admite-se que o GNCC é um combustível e que eventualmente pode ficar explosivo. Logo toda a instalação é preparada para trabalhar com este tipo de fluído;

• Admite-se que o GNCD NÃO é um combustível, mas sim ar com contaminação. Logo a instalação não é preparada para operar com fluídos explosivos. Daí resulta o maior índice de acidentes com sistemas de GNCD.

Page 21: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCC• Obrigatoriamente SEM diluição, sistema selado, operando sob vácuo, sem entrada de ar atmosférico para garantir concentração acima do LSE;

Page 22: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCC• Típico de instalação recomendada para fontes:

EQUIPAMENTOGERADOR

GNCC SISTEMA DE GNCC

PdT

PdI

CONJUNTO PRÓXIMO AOEQUIPAMENTO

VAPORPARA LIMPEZA

ATM

TETI TT

ON-OFFVALVE

ATM

TETI TT

QUEBRA-CHAMAS

DISCO DERUPTURA

DISCO DERUPTURA

Page 23: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCC• Transporte de GNCC com ejetores.

TEXTO COMPLEMENTAR

teoria sobre ejetores a vapor.doc

Page 24: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCC• Transporte com ejetores.

VAPOR DO EJETOR...........PODE SER POSSÍVEL FONTE DE IGNIÇÃO?R: SE O VAPOR ESTIVER MUITO SUPERAQUECIDO SIM, É FONTE DE IGNIÇÃO CONSIDERANDO AS TEMPERATURAS DE AUTO-IGNIÇÃO ACIMA

Page 25: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCC PROTEÇÕES POR PRESSÃO (ALTA E VÁCUO)

TIPOS DE DISCOS DE RUPTURA MAIS APLICADOS

• Grafite sem sensor de ruptura;• Grafite com sensor de ruptura;• Reverso Metálico sem sensor de ruptura;• Reverso Metálico com sensor de ruptura.

PROTEÇÃO POR SELO HIDRÁULICO• Pino calibrado (nova tecnologia; maior custo)

TEXTO COMPLEMENTAR

catálogos de discos

NOVAS TENDÊNCIAS• Pino calibrado (nova tecnologia; maior custo)

Page 26: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCC DISCOS DE RUPTURA

GRAFITE SENSORES DE ROMPIMENTO

Page 27: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCC DISCOS DE RUPTURA

REVERSOS

Page 28: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCC SELO HIDRÁULICO

AR

Atmosfera

GNCC dafonte

ALTO VÁCUONO SISTEMA

GNCC paracoleta• DESVANTAGENS

• Dificil monitoração do rompimento;• Possibilidade de falta de água e evaporação;• Limita a instalação (tamanho da perna hidráulica)

•VANTAGENSNunca falha na abertura quando solicitado

ORágua

condensadocontaminado

Page 29: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCC VÁLVULA DE PINO CALIBRADO

VANTAGEM• Tempo para set up mínimo;

DESVANTAGEM• Investimento elevado;

Page 30: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCC QUEBRA-CHAMAS

• VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE CHAMA• f (velocidade da reação química - combustível);• f ( relação ar x combustível);• f (ambiente da reação - pressão e temperatura);• f (confinamento - tubulações, vasos ou tanques ou sem confinamento)

TEXTO COMPLEMENTAR

tech_paper_fat.pdf

Page 31: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCC QUEBRA-CHAMAS POR SELAGEM LÍQUIDA

Page 32: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• INSTALAÇÕES SEM SEPARAÇÃO DE METANOL• SOG – Stripper Off Gas – GNCC proveniente da coluna de Stripper, sem recuperação de metanol. Plantas antigas não tinham coluna de metanol;• Características:

* Temperatura >100ºC;* Pressão > 1 atm;* Alta concentração de metanol (condensável).

Recomendações BLRBAC

• Não misturar com restante do GNCC;

• Aplicar steam trace nas tubulações para não permitir condensação do metanol. Em determinadas situações a condensação brusca pode ocasionar retorno de chama dos equipamentos de queima. TEXTO COMPLEMENTAR

Recomendações BLRBAC

Page 33: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• INSTALAÇÕES SEM SEPARAÇÃO DE METANOL

Page 34: Apostila de GNC

ESQUEMA DE COLETA DE GNCC

• Diagrama Simplificado Coleta de GNCC

DIGESTOR GNCC

ATM

CALD.BIOM.

CALD.RECUP.

METANOL

EVAP

ATM

VAPOR

RO

COOLINGWATER

PT

PI

PT

PI

PT

PI

PT

PIC

PT

PI

TE

TIC

TT

TE

TI

TT

TE

TI

TT

TE

TI

TT

FE

FI

FT

FE

FI

FT

FE

FI

FT

VAPOR

VAPOR

VAPOR

PT

PIC

PT

PIC

PT

PICTE

TIC

TT

LT LIC

AQUECEDOR

TETI TT

TETI TT

PARA TANQUEDE STRIPPER EVAP.

LSA

LS

RECIRCULAÇÃO

FE

FI

FT

SISTEMA DE GNCCBOP

GNCC

BOP SISTEMA DE GNCC

GNCC

BOP SISTEMA DE GNCC

BOPSISTEMA DE GNCC

BOPSISTEMA DE GNCC

BOPSISTEMA DE GNCC

BOP

SISTEMA DE GNCC

ESQUEMA BÁSICO COLETA GNCC – TRÊS LAGOAS

DIMAS, 2006

Page 35: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCD• Obrigatoriamente COM diluição através de mistura com ar ambiente, de maneira a manter o GNCD abaixo do LIE;• Em tanques utilizam-se misturadores de ar.

Page 36: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCD• Risco de vácuo excessivo e deformação.

• Solução : quebra-vácuo

VÁLVULA PARAVENTILADOR

AR PARADILUIÇÃO

P2 P1

Page 37: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• MECÂNICA (ALTA E PRESSÃO E ALTO VÁCUO)

VÁLVULAPARAVENTILADOR

AR PARADILUIÇÃO

“EXISTEM TAMBÉM VÁLVULAS QUEBRA-VÁCUO POR MOLA”

Page 38: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• HIDRÁULICA (ALTA E PRESSÃO E ALTO VÁCUO)VÁLVULAAR PARA

DILUIÇÃOPARAVENTILADOR

AR

ALTO VÁCUONO TANQUE

GÁS

ALTA PRESSÃONO TANQUE

Page 39: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCD TRANSPORTE

RECOMENDÁVEL

• Transporte através de ventiladores;• Aplicação de ventiladores à prova de explosão, com rotor não metálico;

• Separador de gotas/arraste na sucção de ventiladores;• Não aplicação de inversores;• Condensação para diminuição de umidade, metanol e terebentina;

• Aquecimento antes do envio para queima;

Page 40: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCD “OS PONTOS CRÍTICOS”

Existem fontes de geração de GNCD que podem fornecer gases não condensáveis acima do LIE. São eles:

• SILO DE CAVADOS DO DIGESTOR;• TANQUE DE CONDENSADO CONTAMINADO DA EVAPORAÇÃO

PONTO DE DIVERGÊNCIA ENTRE ESPECIALISTAS NO ASSUNTO. EXISTEM INSTALAÇÕES (MINORIA) QUE TRACIONAM O GNCD DO SILO DE CAVACOS COM EJETORES E TRATAM O GNC DO TANQUE DE CONDENSADO CONTAMINADO DA EVAPORAÇÃO COMO GNCC.

Page 41: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCD “A GARANTIA”

• A única forma de garantir a inexistência de riscos de explosão no sistema de GNCD é garantir a diluição dos gases gerados;

• O aumento de concentração dos gases provenientes do digestor pode ser identificado da através do aumento de pressão e temperatura dentro do silo de cavacos;

• É fundamental um intertravamento seguro do silo de cavacos para não envio de gases com concentração acima do LIE para o sistema de coleta de GNCD.

Page 42: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCD COLETA EM DIGESTORES

Page 43: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCD COLETA EM DIGESTORES

Page 44: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCD COLETA EM DIGESTORES

Page 45: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCD COLETA EM DIGESTORES

Page 46: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

• GNCD COLETA EM DIGESTORES

Page 47: Apostila de GNC

COLETA DE GASES ODOROSOS

Page 48: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES

• CONDIÇÕES• Para o controle das emissões de TRS, a oxidação térmica do GNC é uma alternativa amplamente utilizada, sendo necessárias três condições para atingimento de performance:

• Temperatura acima de 850 ~ 870 ºC

• Tempo de residência de 0,75 segundos

• Excesso de oxigênio de 3 a 4%

Page 49: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• REAÇÕES

OXIDAÇÃO TÉRMICA

COMPOSTOS DE TRS + O2 SO2 + CO2 + H2O +NOx

DIÓXIDO DE ENXOFRE

Page 50: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• OPÇÕES PARA OXIDAÇÃO TÉRMICA

• FLARE;

• CALDEIRA DE BIOMASSA;

• CALDEIRA INCINERADORA;

• FORNO DE CAL;

• CALDEIRA DE RECUPERAÇÃO;

Page 51: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• FLARE

VANTAGENS

• ALTA CONFIABILIDADE;

• BAIXA COMPLEXIDADE;

DESVANTAGENS

• EMISSÃO DE SO2;

• DESPERDÍCIO ENERGÉTICO;

Legislação não permite utilização

como ponto principal de oxidação

devido emissões sem aplicação de

lavador.

Page 52: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• CALDEIRA INCINERADORA

Page 53: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• FORNO DE CAL

• A oxidação térmica de GNCC em fornos de cal é uma prática mais comumente empregada na maioria das fábricas de celulose;

• TRS é oxidado e o SO2 formado é absorvido reagindo dentro do Forno de Cal, formando CaSO4.

• Ocorre pequena redução na eficiência de calcinação (Cal Útil).

Page 54: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• FORNO DE CAL

H. Tran, X. Mao, R. Villaroel e T.A. Gazoni

Page 55: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• FORNO DE CAL

INFLUÊNCIA DO OXIGÊNIO RESIDUAL NA EMISSÃO DE TRS

4

3

2

1

010 20 30 40 50

TRS ppm

%OXIGENIO

BURGESS, 2002

Page 56: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• FORNO DE CAL

OXIDAÇÃO TÉRMICA DE GNCD

• Tem se tornado prática a oxidação térmica de GNCD gerado nos tanques da área da caustificação, no forno de cal.

• Neste caso, utiliza-se o GNCD como ar de combustão, substituindo parcialmente comum.

ALLEN, 2001

Page 57: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• FORNO DE CAL OXIDAÇÃO TÉRMICA DE GNCD

Sistema Andritz

Page 58: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• CALDEIRA DE RECUPERAÇÃO

• Teoricamente o melhor equipamento para oxidação térmica dos gases devido;

- Recuperação de enxofre e baixa emissão de SO2

devido abundância de sódio na fornalha;- Alta temperatura;- Alto tempo de retenção;

Page 59: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• CALDEIRA DE RECUPERAÇÃO

• RISCOS POTÊNCIAIS

- Injeção de condensado na fornalha através do sistema de GNCC ou GNCD e explosão;

- Injeção de GNC dentro da fornalha durante paradas e trip, ocasionando atmosfera explosiva que em caso de centelhamento, pode ocasionar explosão;

Page 60: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• CALDEIRA DE RECUPERAÇÃO

• REAÇÕES QUÍMICAS RELACIONADAS AO GNC

1) TRS + O2 SO2 + CO2 + H2O +NOX

2) 2Na + ½ O2 + CO2 Na2CO3

3) SO2 + ½ O2 + Na2CO3 Na2SO4

4) Na2SO4 Na2S + 2O2

Page 61: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• CALDEIRA DE RECUPERAÇÃO

QUEIMADORES DE GNCC

COM CHAMA SUPORTESEM CHAMA SUPORTE

VILLAROEL, 2002

Page 62: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• CALDEIRA DE RECUPERAÇÃO

QUEIMADORES DE GNCC – TECNOLOGIA RECENTEARCOMBUSTÃO

GNCC

GNCC

GNCC

GN

VAPOR

PIC

300 mm.c.a

FORNALHA DACALDEIRA

DIMAS, 2006

Page 63: Apostila de GNC

OXIDAÇÃO TÉRMICA DOS GASES• Diagrama Simplificado Sistema de Queima C.R.

ATM

TE

TIC

TT

ATM

VAPOR

VAPOR ATM

PT

PI

PdT

PdI

FE

FI

FT

LSA

LS

ATM

PSH

PS

TSL

TS

PdT

PdI

RECIRCULAÇÃO

TETI TT

VAPOR

PT

PIC

ATM

FE

FIC

FT

GÁSNATURAL

PT

PIC

FV

FV

FE

FIC

FT

ARCOMBUST.

ARINSTRUMENTO

LT LIC

PARA TANQUEDE STRIPPER EVAP.

RO

BOP

SISTEMA DE GNCC

BOP

SISTEMA DE GNCC

BOP

SISTEMA DE GNCC

BOP

SISTEMA DE GNCC

BOP

SISTEMA DE GNCC

BOP

SISTEMA DE GNCC

BOP

SISTEMA DE GNCC

TANQUECONDENSADO CONTAMINADO

SISTEMA TIPICO DA AKER KVAERNER

Page 64: Apostila de GNC

LAVADORES DE GASES

REAÇÕES FISICO-QUÍMICAS2 NaOH (l) + H2S (g) 2 H2O (l) + Na2S (l) Absorção

química

NaOH (l) + CH3SH (g) H2O (l) + CH3SNa Absorção química

(CH3)2S (g) (CH3)2S (l) Absorção física

(CH3)2S2 (g) (CH3)2S2 (l) Absorção física

EFICIÊNCIA OPERANDO COM LICOR BRANCO = 65 ~ 70%

Page 65: Apostila de GNC

LAVADORES DE GASES - SCRUBBER

BURGESS, 1991

Page 66: Apostila de GNC

INSTRUÇÕES GERAIS DE MANUTENÇÃO

– Em geral, 24 horas ou mais são necessárias para limpeza de tubulações de GNCC com vapor para possibilitarintervenções;

– Soldagem e corte à quente no sistema são PROIBIDAS sem a limpeza com água / vapor e teste de explosividade. Teste de explosividade e com gás pode ser feito na válvula de amostragem ou em flanges.

– Eventualmente para conseguir níveis satisfatórios de explosividade é necessário inertização com nitrogênio;

– Em tubulações de condensado contaminado e bombas épossível aplicar oxidante (Ex: hipoclorito de sódio);

– A permissão da pessoa responsável pela área deve ser dada antes do inicio dos trabalhos de manutenção;

Page 67: Apostila de GNC

INSTRUÇÕES GERAIS DE MANUTENÇÃO

– Fontes e equipamentos de oxidação térmica devem ser raqueteados;

– Acompanhamento específico de bombeitos e técnicos de segurança durante os trabalhos;

– Sempre verifique no fluxograma de processo que todas as tubulações estão com raquete;

– Nunca abrir os drenos ou válvula no sistema, sem o conhecimento das consequências.

Page 68: Apostila de GNC

INSTRUÇÕES GERAIS DE TESTES PRÉ-PARTIDA

– Raquetear discos de ruptura ou selos hidráulicos.

– Realizar teste hidrostático em toda a instalação de GNCC. Inspecionar criteriosamente procurando vazamentos;

– Corrigir vazamentos identificados;

– Retirar raquetes e posicionar discos de ruptura;

– Operação com vapor na instalação para retirada do ar (O2) porpelo menos 1 hora;

– Recomendável partida da evaporação com água para início daevaporação e só após sistema em marcha alimentação com licor negro (normalmente não é feito). O ejetor de partidaproporciona odor na fábrica e arredores.

Page 69: Apostila de GNC

PROJETOS INSTALAÇÕES DE GNCC - Conceitos

– Materiais: AISI 304, 304L, 316 ou 316L devido corrosividade.

– Tubulações devem apresentar inclinação para o ponto de coleta de condensado e deve ser construída de forma eliminara possibilidade de pontos de acúmulo de condensado;

– Atenção especial para garantia de aterramento de toda a instalação de maneira a evitar diferença de potencial entreconexões;

– Transporte dos gases através de ejetores;

– Recomendado que projeto detalhado passe por uma análisede HAZOP (HAZARD OPERABILITY STUDY);

– Sistema deve auto-proteger-se mecanicamente;

Page 70: Apostila de GNC

PROJETOS INSTALAÇÕES DE GNCD - Conceitos

– Materiais: AISI 304, 304L, 316 ou 316L devido corrosividade. Eventualmente utiliza-se FIBRA.

– Tubulações devem apresentar inclinação para o ponto de coleta de condensado e deve ser construída de forma a evitarpontos de acúmulo de condensado;

– Ventilador à prova de explosão e centelhamento;

– Atenção especial para garantia de aterramento de toda a instalação de maneira a evitar diferença de potencial entreconexões;

– Recomendado que projeto detalhado passe por uma análisede HAZOP (HAZARD OPERABILITY STUDY);

– Sistema deve auto-proteger-se com a interrupção da coletaem fontes que apresentam instabilidade.

Page 71: Apostila de GNC

PONTOS DE OXIDAÇÃO TÉRMICA EM PROJETOS RECENTES

--RBRB vent

--RBDNCG(also Joutseno)

-LK and RBLK and RBMethanoloperation

-SFRBCNCGWisaforest

--RBRB vent

--RBDNCG

-NIDBMethanolProject

-NIDBCNCGSkoghall

--RBRB vent

-RB and LKRB and LKDNCG

-RBLKMethanolProject

-SFRBCNCGVeracel

--RBRB vent

--RBDNCG

-SFRBMethanolProject

-SFRBCNCGItata

---RB vent

---DNCG

-PBRBMethanolOperation

-PBRBCNCGValdivia

--RBRB vent

--PBDNCG

-NIPB (2 units)MethanolOperation

LK/Back up incinerator

LK/back up incinerator

RBCNCGAracruz A, B and C

TertiarySecondaryPrimaryStreamMill

--RBRB vent

--RBDNCG(also Joutseno)

-LK and RBLK and RBMethanoloperation

-SFRBCNCGWisaforest

--RBRB vent

--RBDNCG

-NIDBMethanolProject

-NIDBCNCGSkoghall

--RBRB vent

-RB and LKRB and LKDNCG

-RBLKMethanolProject

-SFRBCNCGVeracel

--RBRB vent

--RBDNCG

-SFRBMethanolProject

-SFRBCNCGItata

---RB vent

---DNCG

-PBRBMethanolOperation

-PBRBCNCGValdivia

--RBRB vent

--PBDNCG

-NIPB (2 units)MethanolOperation

LK/Back up incinerator

LK/back up incinerator

RBCNCGAracruz A, B and C

TertiarySecondaryPrimaryStreamMill

• RB = recovery boiler• PB = power boiler• LK = Lime kiln• DB = Dedicated boiler• SF = shielded flare• RTO = regenerative thermal oxidizer• "-" = atmosphere)• NI = no info

Page 72: Apostila de GNC

REFERÊNCIAS • Fornecimentos Andritz, Kvaerner e B&W entre 1998 e 2004

Year Mill tDS/d CNCG DNCG RB vent

Supplier

2004 Hainan Chang Xiang Trading Co. Ltd

Haikou, China

5 000 X X Kvaerner

2004 Soporcel, Spain 2 400 X X X Andritz

2004 Ruzomberok, Slovakia 900 X X Andritz

2004 Stendal, Germany 3 250 X X Andritz

2003 Weyerhaeuser Dryden, Ontario, Canada

1 678 X X Kvaerner

2002/1999

Rebuild

Frantschach Pulp & Paper Czech a.s.

Steti, Czech Republic

1 800 X X Kvaerner

2002 Södra Cell AB, Väröbacka, Sweden

2 100

/ 3100

X X X Andritz

2002 Zicuñaga, Hernani, Spain 670 Andritz

2002 Willamette, Kingsport mill, Tennesse, USA

1 360 Kvaerner

2002 Rizhao, Shandong, China 1 204 Andritz

2002

Rebuild

Votorantim Celulose e Papel S.A.

Jacarei, Brazil

1700 X X CBC/ Kvaerner

2002 Votorantim Celulose e Papel S.A.

Jacarei, Brazil

2500 X X X CBC/ Kvaerner

2001 Bowater, Thunder Bay, Canada

1 590 Andritz

Year Mill tDS/d CNCG DNCG RB vent

Supplier

2001

Rebuild

Stora Enso Oyj

Tainionkoski Mill, Imatra, Finland

X Kvaerner

2001 S.A. Burgo Ardennes

Virton, Belgium

2 000 X X X Kvaerner

2001 Visy Pulp and Paper Mill, Tumut NSW

Australia

670 X X X Kvaerner

2001 P.T. Riau Andalan Pulp & Paper, RAPP3

Kerinci, Sumatra

Indonesia

3 800 X X Kvaerner

2000 Billerud, Gruvön, Sweden 2 500/

3 300

X Kvaerner

2000

Rebuild

UPM-Kymmene

Tervasaari, Finland

X X Kvaerner

2000

Rebuild

Oy Metsä-Botnia Ab

Kemi Pulp Mill

Finland

X Kvaerner

2000

Rebuild

Oy Metsä-Botnia Ab

Äänekoski, Finland

X Kvarner

2000

Rebuild

Sunila Oy

Kotka, Finland

X Kvaerner

2001

Rebuild

Stora Enso Oyj

Tainionkoski Mill, Imatra, Finland

X Kvaerner

2001 S.A. Burgo Ardennes

Virton, Belgium

2 000 X X X Kvaerner

Page 73: Apostila de GNC

REFERÊNCIAS • Fornecimentos Andritz, Kvaerner e B&W entre 1998 e 2004

Year Mill tDS/d CNCG DNCG RB vent

Supplier

1999 Willamette Ind. Inc., Albany, USA

Andritz

1999 Rosenthal, Germany 1 650 X X Andritz

1999 Quena Newsprint Company, EGYPT

350 Andritz

1999 Rigesa Celulose, BRAZIL 600 / 850

Andritz

1999

Rebuild

Stora-Enso, Skutskär, Sweden

X X Andritz

1999 Weyerhaeuser, Prince Albert, Canada

1 720 B & W

1999 Mondi Ltd, Richards Bay, South Africa

900 Kvaerner

1999 P.T. Tanjungenim Lestari P&P, Musi, Indonesia

2 120 Kvaerner

1999

Rebuild

ENCE S.A.

Huelva

Spain

X Kvaerner

1998 Joutseno Pulp, Finland 3 150 / 4 000

X X X Andritz

1998

Rebuild

Oy Metsä-Botnia Ab

Kaskinen, Finland

X Kvaerner

1998

Rebuild

Kemijärven Sellu Oy

Kemijärvi, Finland

X Kvaerner

Year Mill tDS/d CNCG DNCG RB vent

Supplier

1998 P.T. Riau Andalan Pulp & Paper, RAPP2

Kerinci, Sumatra Indonesia

3 800 X X Kvaerner

1998 P.T. Indah Kiat Pulp & Paper Corp.

Perawang, Sumatra Indonesia

3 300 X X Kvaerner

1998 Advance Agro II, Prachinpuri, Thailand

1 245 Kvaerner

1998 Potlach, Cloquet, Minn, USA

2 040

Page 74: Apostila de GNC

DIMAS Vasconcelos Rodrigues Neto

[email protected]

Votorantim Celulose e PapelEngenharia Corporativa

(12) 3954 1540