Aula 7 co-processamento

RESÍDUOS SÓLIDOS

Aula 7 – Tratamento Térmico – Co-processamento

Introdução

Co-processamento Primeiras Iniciativas na década de 90 com uso de resíduos em fornos de produção de clínquer é uma técnica de utilização de resíduos sólidos industriais a partir do processamento desses como substituto parcial de matéria-prima e / ou de combustível no sistema forno de produção de clínquer, na fabricação de cimento.

com

pro

misso

cons

cient

e.b

logsp

ot.co

m

Processo de valorização de

resíduos industriais, que

consiste no

reaproveitamento/reciclagem

de resíduos industriais

POR QUE CO-PROCESSAMENTO?

A parcela orgânica dos resíduos é destruída

termicamente, havendo o aproveitamento energético. A

parcela inorgânica é inertizada e se combina com os

elementos já existentes nas matérias-primas do cimento,

não havendo geração de resíduos.

O reaproveitamento de resíduos via co-processamento,

é uma alternativa de destino final que representa custo

ao gerador em razão das operações de pré-

condicionamento de resíduos (exemplo: segregação,

misturas, trituração) e operações de alimentação ao

forno.

RESÍDUOS PASSÍVEIS DE

CO-PROCESSAMENTO

Para geradores que não aceitam o aterro como

solução e/ou geradores de grandes volumes de

resíduos com valor agregado [exemplo: pneu; CDR

- Combustível Derivado de Resíduo (normalmente

compreende os rejeitos de processos de coleta

seletiva e/ou reciclagem compostos

majoritariamente de plástico, papel, madeira)], etc


CO-PROCESSAMENTO

Relacionamos abaixo os resíduos classificados como perigosos mais comuns no co-processamento:

•Borras oleosas e resíduos de processo de manutenção;

•Borras de tinta e resíduos de processo de pintura;

•Solventes e resíduos orgânicos não clorados (sólidos, pastosos e líquidos);

•Lodos de estação de tratamento de efluentes;

•Materiais sólidos contaminados diversos (panos, estopas, EPIs, material filtrante,etc

•Solos e areias contaminadas com HC (sem organoclorado e/ou agrotóxico)


CO-PROCESSAMENTO

RESÍDUOS QUE NÃO PODEM SER

CO-PROCESSADOS

SERVIÇO DE SAUDE

DOMICILIARES BRUTO

EXPLOSIVOS

RADIOATIVOS

AGROTOXICOS E AFINS

Custo de Tratamento/Disposição

Tipo Custo (R$/tonelada)

(Janeiro 2003)

Aterro de Resíduos Domiciliares 40,00 – 50,00

Aterro de Resíduos Perigosos 200,00 – 400,00

Incineração de Res. Serviços Saúde 1000,00 – 2500,00 - (1800,00)

Coprocessamento Fornos de Cimento 150,00 – 800,00 - (450,00)

Incineração de Resíduos Industriais 500,00 – 3000,00 - (1900,00)

Disposição média dos Resíduos

•Disposição no aterro 76%

•Co-processamento 18%

•Incineração e outros tratamentos

térmicos 3%

•Tratamento biológico 3%

Custo para a disposição de resíduos

Resíduos classe I – incineradores - R$500,00 a R$3000,00/ tonelada

Resíduos Classe I e IIA – Fornos de cimento – R$150,00 a R$800,00 / tonelada

Resíduos Classe IIA e IIB – Aterros industriais – R$60,00 a R$130,00 / tonelada

Os valores relativos aos custos com autorizações e transporte dos resíduos até o destino final não incluídos. (FIESP,2009)

Cuidados Ambientais

Cuidados Ambientais

Resíduos sólidos

Coleta

Armazenamento

Adequado

Destinação adequada

Transporte

Treinamentos anuais

Equipe multidisciplinar

Logística

pro

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Cuidados Saúde e Segurança

Procedimento de recebimento de resíduos

Medidas de prevenção e controle;

Controle na entrada de resíduos;

Controle no armazenamento;

Equipamentos de proteção individual;

Monitoramento ambiental da saúde dos

trabalhadores;

Treinamento, capacitação e conscientização;

Cuidados Saúde e Segurança

Identificação das possíveis situações de riscos;

Incêndios ou explosões ;

Liberação de gases e vapores tóxicos ou nocivos;

Poeiras tóxicas ou nocivas; e

Contato com a pele e olhos.

Co-processamento de resíduos

em fornos de cimento

A combustão é a reação-chave do processo de

fabricação de cimento, que transforma as matérias-

primas em clínquer. A alta temperatura da chama,

o tempo de residência dos gases, a turbulência no

interior do forno e vários outros parâmetros da

combustão na produção de cimento são ideais e

até superiores aos padrões exigidos para a

destruição ambientalmente segura de resíduos

perigosos. O processo de queima propriamente

dito é apenas parte de um todo.



Matéria

prima

Via úmida

Fornos antigos

1200-1400 kcal/kg clínquer

2% da indústria no Brasil

Via seca

Fornos modernos

700-850 kcal/kg clínquer

98% da indústria no Brasil

na fase de homogeneização da massa crua para a formação da farinha



A queima no interior do forno de cimento

(equipamentos rotativos de 2-6 metros de diâmetro

e 40- 70 metros de comprimento) é favorável aos

padrões de destruição térmica por possuir altas

temperaturas (chama = 20.000°C) , bom tempo de

residência (aproximadamente 6 segundos) e

turbulência interna.

FLUXOGRAMA DE PROCESSO

CO-PROCESSAMETO

Unidade de Blendagem

• Portaria

• Balança

• Inspeção

• Armazenamento

• BLENDAGEM

Fábrica de Cimento

• Transporte

• Alimentação

• Queima

Blendagem

É a mistura de resíduos com o

objetivo de homogeneizar os diversos

resíduos que serão utilizados de uma

mesma forma na unidade de

destinação final, garantindo melhor

desempenho operacional e

qualidade do produto fabricado.

Entrada de resíduos nos fornos – Rio

Branco – Paraná - Votorantim



O cimento proveniente do co-processamento deve

obedecer as normas da ABNT, como se fosse um

produto produzido em um processo sem a

queima de resíduos, portanto não poderá

apresentar quaisquer qualidades ou composições

que as não normalizadas.

Descrição do Processo de Fabricação

de Cimento – Exemplo SP

O cimento consiste na mistura homogênea de matérias

minerais, moídas e posteriormente queimadas à

altas temperaturas. Na sua composição, o calcário

e a argila são as principais matérias-primas

utilizadas na mistura ( 94% e 4% respectivamente).

Além dessas matérias, participam também da

mistura minério de ferro e bauxita em menor

proporção (2%).

Descrição do Processo de Fabricação

de Cimento – Exemplo SP

O processo pode ser dividido em 5 grandes etapas:

a) Extração do calcário e da argila

b) Homogeneização da mistura (farinha)

c) Obtenção do clínquer

d) Obtenção do cimento

e) Ensacamento

a - EXTRATAÇÃO DO CALCÁRIO E DA

ARGILA

A extração dos minérios é feita com

o auxílio de explosão de dinamites

(5.000 Kg/mês).

Após a trituração do material

(redução de dimensão das pedras

e cascalhos), o calcário é

transportado por correia até o

depósito, onde irá se misturar com

a argila e com isso iniciar a etapa

de homogeneização da mistura.

britadorpedra.com.br

britadorpedra.com.br

b - HOMOGENEIZAÇÃO DA MISTURA

(FARINHA)

Esta etapa inicia-se com a mistura dos minérios

triturados - calcário e argila – sendo a seguir

transportados (por esteira) para o setor de

moagem da mistura (moagem crua). A operação de

moagem é realizada em moinho de bola com

capacidade de 90 ton/h.

Nesta fase se obtém a pré homogeneização que

consiste na obtenção de uma farinha da mistura de

argila com calcário. Esta farinha é "bombeada" para o

silo onde ficará armazenada, aguardando a etapa

seguinte de obtenção do clínquer.

c - OBTENÇÃO DO CLÍNQUER

A farinha é "bombeada" do silo para o forno de síntese onde é então queimada, juntamente com carvão mineral e resíduos a uma temperatura de 1500oC. O forno tem capacidade de 1150 ton/dia.

O clínquer, saindo a 120o C do forno, é transportado por esteira e elevador de caneca até os silos, aonde fica estocado aguardando a etapa seguinte - obtenção do cimento.

d - OBTENÇÃO DO CIMENTO

O clínquer é transportado dos silos para a moega,

onde é feita sua mistura com a escória e gesso. O

resultado dessa mistura é carregado até o moinho

de bola (com capacidade de 76 ton/h) para

obtenção do cimento. O cimento é bombeado para

o silo, permanecendo ali estocado para transporte

nos caminhões ou aguardando ensaque.

e - ENSACAMENTO

O cimento é transportado por gravidade do silo para

as ensacadeiras. A capacidade de cada máquina é

de 44 sacos/min e cada máquina possui 12 bicos.

Após o ensaque, o cimento é transportado por

correias para os caminhões, onde então serão

carregados.

Esquema do processo de fabricação de cimento

Política de Resíduos Sólidos

I – Minimização da Geração

II – Reutilização

III - Reciclagem

IV – Tratamento

V – disposição final

PROCESSOS DE REUTILIZAÇÃO E RECICLAGEM

DEFINIDOS PELA RESOLUÇÃO CONAMA 313/02

Metodologia de Gestão Ambiental para

Co-Processamento

P (planejar)

PRÉ- REQUISITOS PARA O CO-PROCESSAMENTO

QUALIDADE AMBIENTAL, SEGURANÇA E SAÚDE

PÚBLICA

O co-processamento não pode afetar de forma

negativa a qualidade do meio ambiente, as

condições de segurança e saúde pública

REAPROVEITAMENTO

Contribuição na substituição parcial de combustível ou

matéria-prima do processo de fabricação de

cimento

P (planejar)

QUALIDADE DO PRODUTO E AFINS

Não causar prejuízos às instalações, equipamentos e

qualidade do produto (cimento)

SUSTENTABILIDADE

Além dos benefícios ambientais deve representar

benefícios econômicos e sociais de longo prazo.

D (executar)

clic

kesc

ola

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r

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chem

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AVALIAÇÃO DE

VIABILIDADE LEGAL, TÉCNICA

E ECONÔMICA

ETAPA DE LICENCIAMENTO

AMBIENTAL

GERADOR

DE

RESÍDUO

RESÍD

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AVALIAÇÃO LEGAL,

TÉCNICA E ECONÔMICA

CHECK-LIST PRELIMINAR

O resíduo é permitido para co-processamento? - Não permitidos: agrotóxico – explosivos – radioativos - Resíduos de serviço de saúde – domiciliares brutos

As características do resíduo são compatíveis com os Processos de pré condicionamento e de clinquerização?

Existe disposição à pagar que atenda Análise de custo benefício?

VALORIZAÇÃO DO RESÍDUO

ETAPA DE PRÉ-CONDICIONAMENTO

BOAS PRÁTICAS DE VALORIZAÇÃO DOS RESÍDUOS

•Segregação na fonte;

• Educação ambiental e capacitação técnica;

• Operações de prensagem, trituração, homogeneização, acondicionamento, etc;

• Reduzir a heterogeneidade própria de resíduos e obter misturas mais homogêneas;

• Migrar de uma destinação final na forma de disposição para uma destinação final que implique no reaproveitamento/reciclagem do resíduo com economia de recursos naturais;

VALORIZAÇÃO DO RESÍDUO

ETAPA DE PRÉ-CONDICIONAMENTO

• Uso como matéria-prima em substituição de recursos

naturais finitos;

• Uso como combustível alternativo em substituição à

combustíveis fósseis não renováveis;

• Minimização e gestão de riscos potenciais à saúde e

ao meio ambiente (evitar passivos);

• Logística de transporte (transportar mais

quantidade em menos número de viagem);

• Responsabilidade social.

C (checar)

A Resolução Conama 264/99 não especificou

valores para o poder calorífico dos resíduos ou

mistura de resíduos por entender que tal valor

deveria ser estabelecido pela fábrica em função

das peculiaridades do processo.

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0

Carvão

Resíduos de madeira

Papel

Plasticos não clorados

Resíduos Farmaceuticos

Resíduos de destilação

Solventes

Tintas e vernizes

Poder calorífico relativo ao carvão (28 kJ/t)

Exemplo do poder calorífico

CONTROLE DE QUALIDADE DOS RESÍDUOS

E/OU MISTURAS ALIMENTADAS AO FORNO

As características dos resíduos e/ou das misturas

sejam elas químicas (teor de cinzas, água, metais,

componentes orgânicos), físicas (sólido, pastoso ou

líquido) ou energética (Poder Calorifico) são

controladas através de requisitos previamente

estabelecidos pela fábrica de cimento, permitindo

o gerenciamento do ganho energético e substituição

de matéria-prima, assim como a gestão ambiental,

riscos de processo e de exposição.

CONTROLE DE QUALIDADE DOS RESÍDUOS

E/OU MISTURAS ALIMENTADAS AO FORNO

Os requisitos para as misturas são estabelecidos com base nas características do ponto de alimentação ao forno, dos equipamentos utilizados para alimentação ao forno e parâmetros de processo (PC, umidade e cinzas e seus compostos), objetivando compor uma mistura com característica de baixo potencial poluidor/risco e de elevado aproveitamento energético (substituição do coque – derivado de combustível fóssil ) e de materiais (substituição de matéria-prima – recursos naturais).

EMISSÕES ATMOSFÉRICAS NO

COPROCESSAMENTO

LEGISLAÇÃO APLICADA

Resolução Conama 264/99

• monitoramento contínuo: MP ; CO/THC ;

•Monitoramento periódico: HCl/Cl2; HF; EDR/PCOPs;

METAIS;

Resolução Conama 316/02

•Monitoramento periódico: dioxinas e furanos

GESTÃO AMBIENTAL DAS EMISSÕES

ATMOSFÉRICAS NO CO-PROCESAMENTO

Sistema Contínuo de Análise de :

MP, CO , O2 , SO2 , NO/NO2 e THC

Periódico : SO2, NO/NO2, CO, O2, THC

e MP, PCOP´s, EDR, Metais, Cl/Cl2, HF

e CN

A (avaliar resultados)

Ganho Ambiental: Destinação ambientalmente adequada com economia de recursos ambientais 15 - 20% de substituição energética 5% de substituição de matéria-prima

A experiência tem mostrado que a substituição de coque por resíduo pode contribuir na redução de emissão de gases poluentes (NOx) e gases de efeito estufa (CO2)

Ganho Econômico e Social: geração de conhecimento, emprego e renda, aumento da competitividade da indústria de cimento com ganhos sociais e econômicos decorrentes para a sociedade.

A (avaliar resultados)

• Solução final e definitiva

• Transforma Resíduos em Recursos

• Valorização de resíduos

• Emissão de Relatórios com evidências objetivas de

atendimento à legislação ambiental

• Elimina riscos de passivos ambientais

• Poupa recursos naturais não renováveis

RESOLUÇÃO CONAMA nº 264, de 26 de agosto de 1999

Licenciamento de fornos rotativos de produção de

clínquer para atividades de co-processamento

Art. 6o O produto final (cimento) resultante da

utilização de resíduos no co-processamento em

fornos de clínquer, não deverá agregar substâncias

ou elementos em quantidades tais que possam

afetar a saúde humana e o meio ambiente.

Art. 8o

§ 1o O resíduo pode ser utilizado como substituto

matéria-prima desde que apresente características

similares às dos componentes normalmente empregados

na produção de clínquer. incluindo neste caso os

materiais mineralizadores e/ou fundentes.

§ 2o O resíduo pode ser utilizado como substituto de

combustível, para fins de reaproveitamento de energia,

desde que o ganho de energia seja comprovado.


§ 3o O processo de licenciamento será tecnicamente fundamentado com base nos estudos a seguir relacionados, que serão apresentados pelo interessado:

I - Estudo de Viabilidade de Queima - EVQ;

II - Plano de Teste em Branco;

III - Relatório de Teste Branco;

IV - Plano de Teste de Queima - PTQ;

V - Relatório de Teste de Queima; e

VI - Análise de Risco.


Dos Critérios para Seleção dos Principais Compostos Orgânicos Perigosos - PCOPs

Art. 25. A seleção dos PCOPs deverá ser baseada no grau de dificuldade de destruição de constituintes orgânicos do resíduo, sua toxicidade e concentração no resíduo.

Art. 26. A Eficiência de Destruição e Remoção - EDR dos PCOPs, deverá ser de no mínimo, noventa e nove por cento.

Art. 27. Para confirmação do EDR, a taxa de alimentação do(s) PCOP(s) selecionado(s) deverá ser compatível com os limites de detecção dos métodos de amostragem e análises das emissões atmosféricas.


Dos Limites de Emissão

Art. 28. O co-processamento de resíduos em fornos de clínquer deverá observar os limites máximos de emissão atmosférica, fixados na Tabela 1, respeitando o seguinte:


Resolução CONAMA

RESOLUÇÃO CONAMA nº 316, de 29 de outubro de 2002 - Publicada no DOU no 224, de 20 de novembro de 2002, Seção 1, páginas 92-95 – Correlações: Artigo 18 alterado pela Resolução CONAMA nº 386/06 - Dispõe sobre procedimentos e critérios para o funcionamento de sistemas de tratamento térmico de resíduos.

RESOLUÇÃO CONAMA no 386, de 27 de dezembro de 2006 Publicada no DOU nº 249, de 29 de dezembro de 2006, Seção 1, página 665 Correlações: · Altera o art. 18 da Resolução CONAMA no 316/02 Altera o art. 18 da Resolução CONAMA no 316, de 29 de outubro de 2002.

Sugestão de vídeos

http://www.snic.org.br/video/videosnic_coprocess.ht

m

http://www.youtube.com/watch?v=DjjwOI64iIc

http://www.snic.org.br/video/videosnic_coprocess.htm

http://www.snic.org.br/video/videosnic_coprocess.htm

http://www.youtube.com/watch?v=DjjwOI64iIc

Bibliografia

CO-PROCESSAMENTO DE RESÍDUOS EM FORNOS DE CIMENTO - Marília Tissot Vice-Coordenadora do Conselho Temático de Meio Ambiente e Recursos Naturais da FIEP - JULHO/08

Gestão de Resíduos Perigosos no co-processamento - Renata Mendes de Sousa Carmo Borges Roberto Jorge Caeiro de Almeida Junior 28/5/2008 - III Seminário Estadual de acidentes com produtos perigosos Gestão de risco - Grupo Holcim

Co-processamento de Resíduos Industriais em Fornos de Clínquer Carlos Eduardo Komatsu CETESB – FIMAI 04/11/2004

Bibliografia

DESTINAÇAO FINAL DE RESIDUOS INDUSTRIAIS PELA TECNICA DE CO-PROCESSAMENTO - Saint-Clair Honorato Santos ; Procurador de Justiça Carlos Eduardo Celli - Acadêmico de Eng. Química

CO-PROCESSAMENTO DE RESÍDUOS QUÍMICOS E O IMPACTO NA SAÚDE DO TRABALHADOR E NO MEIO AMBIENTE: O CASO DA INDÚSTRIA DE CIMENTO DE CANTAGALO/RJ. Ubirajara A.O. Mattos; Fátima Sueli Neto Ribeiro Rio de Janeiro,2003

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