O Plasma Termico Solucao Final Para Os Residuos Perigosos ABM OUT99 r2

7/23/2019 O Plasma Termico Solucao Final Para Os Residuos Perigosos ABM OUT99 r2

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O plasma térmico – solução final para os resíduos perigososTecnologia limpa para a proteção do meio ambiente

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O PLASMA TÉM!"O – SOL#$%O &!'AL PAA OS (S)*#OS P(!+OSOSRicardo Augusto do Amaral Menezes (1)

Ivan Bessa (2) -

Marco Antônio Menezes (3)

Semin,rio de Meio AmbienteA-M – Associação -rasileira de Metalurgia e Materiais./ a .0 de Outubro de 1222 3 São Paulo 3 SP

esumorans!ormar res"duos #erigosos em res"duos $ltimos ino!ensivos ao meio am%iente& 'ue #odem ser inclusiverea#roveitados em outros #rocessos ou diretamente& o enorme atrativo das tecnologias de tratamento a #lasma trmicoa%ordadas neste tra%alo* + tra%alo a%orda um dos srios #ro%lemas ecol,gicos en!rentados #ela umanidade& adis#osi.o dos res"duos #erigosos e o 'ue tem sido !eito #ara o tratamento e sua destina.o !inal* ste cama aten.o#ara as #oss"veis conse'0ncias da dis#osi.o de res"duos n.o tratados em aterros dado o alto risco de contamina.o dosolo& da gua e do ar #or su%stncias #erigosas e sua #ersistncia #or longo tem#o& re#resentando uma grave ameaa aoecossistema* 4iscorre so%re a tendncia mundial em se utilizar& cada vez mais& tecnologias de destrui.o trmica doscom#onentes ativos nos res"duos& a elevadas tem#eraturas& 'ue #romovem grande redu.o do volume& inertiza.o e

vitri!ica.o do res"duo $ltimo* + tra%alo tecnologias com em#rego do #lasmrmico no tratamento de res"duos #erigosos&incluindo res"duos orgnicos& catalisadores& automtivos e5aurido e cinzas de.o& em muitos casos com a #ossi%ilidade derecu#era.o de metais& como o caso dos catalisadores usados* 6.o a#resent discutidos os vrios ti#os de tocas a#lasma& suas caracter"sticas& con!iguraes e em#regos mais ade'uados a cada ti#o* A alta densidade de enegia&alt"ssimas tem#eraturas e !le5i%ilidade no controle dos gases do #lasma s.o algumas das caracter"sticas %sicasaltamente vanta8osas do #rocesso* + tra%alo !ala ainda so%re o #ro8eto em desenvolvimento #elo 9ru#o :om#ac no'ual a tecnologia de #lasma trmico ser em#regada #ara destrui.o de res"duos #erigosos e reciclo de metais*

)'*!"(

INTRODUÇÃO......................................................................................................................................................................2

GERAÇÃO, TRATAMENTO E DESTINO DOS RESÍDUOS................................................................................ .........2

+6 ;R+<66+6 4 RAAM=+ 46I=+ 4+6 R6>4?+6........................................................................................3

PROCESSAMENTO DE RESÍDUOS A PLASMA TÉRMICO........................................................................................4

< ARA<R>6I<A6 ?6+ 4+ ;@A6MA RMI<+..............................................................................................................4

<=+@+9IA 4 ;@A6MA RMI<+...................................................................................................................................4

M;@+6 4 A;@I<ACD+ 4 ;R+<66+ ;ARA RAAM=+ 4 R6>4?+6................................................................9

A IMPLANTAÇÃO DE UM PROJETO PIONEIRO................................................................................................ ......13

;RIE=<IA :+M;A<......................................................................................................................................................13

46=F+@FIM=+ 4 <=+@+9IA...............................................................................................................................13<=R+ 4 RAAM=+ 4 R6>4?+6 ;RI9+6+6 G :+M;A< (<R;-:+M;A<)...................................................15

CONCLUSÃO......................................................................................................................................................................16

REFERÊNCIAS BIBLIOGRFICAS...............................................................................................................................1!

Grupo KompacMenezes, R.A., Bessa, I., Menezes, M.A. – Junho/1999




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!'TO*#$%O

?m dos mais srios #ro%lemas ecol,gicos en!rentados #ela umanidade a #olui.o do meio am%iente#or res"duos gerados na !a%rica.o e utiliza.o de %ens tais comoH res"duos da #rodu.o de matrias-#rimase #resta.o de servios li5o e esgoto ur%ano e %ens usados 'ue devem ser descartados& alm do res"duos

#roveniente do tratamento de esgoto sanitrio* A todo instante toneladas e mais toneladas de res"duos gasosos& l"'uidos e s,lidos s.o des#e8adas nomeio am%iente* m muitos casos estes res"duos tm #ro#riedades indese8veis de to5idez& #atogenicidade&corrosividade& reatividade e in!lama%ilidade& trazendo srios riscos a sa$de #$%lica alguns com e!eitoretardado e outros atuando de !orma #rolongada #or muitas geraes*

+ lanamento de #oluentes no am%iente tem estado so%re severo controle nos #a"ses desenvolvidos& evem crescendo a im#ortncia dad ao #ro%lema nos #a"ses em desenvolvimento& como o Brasil*

As e5igncias cada vez mais rigorosas das leis de meio am%iente e as demandas do #$%lico tm !oradoas ind$strias a desenvolver tecnologias e!icazes #ara o tratamento dos res"duos*

m%ora a a#lica.o dessas leis e regulamentos tenam resultado #rioritariamente na redu.o dos#oluentes gerados e na reutiliza.o (reciclo) de materiais& ainda resta um enorme volume de res"duos !inais&'ue dis#osto no am%iente de maneira onerosa& carecendo de tratamento es#ec"!ico #ara #ossi%ilitar suadis#osi.o de !orma segura no meio am%iente*

Muitos destes res"duos !inais ocorrem como mistura de metais& su%stncias orgnicas e inorgnicasdi!"ceis de se#arar& #odendo conter considervel 'uantidade de materiais valiosos e t,5icos (!iltros de #oeira&catalisadores gastos& esc,ria& etc*)* As tecnologias de tratamento trmico tm sido largamente em#regadasno tratamento destes res"duos e o #lasma trmico vem ganando im#ortncia no #rocessamento de res"duos#erigosos& incluindo res"duos organoclorados& lamas de eletrode#osi.o& %orras de #rodu.o de alum"nio(dross)& sucatas metlicas& cinzas de incinera.o e li5o os#italar* + #lasma com#leta ou su%stitui comvantagens as tecnologias tradicionais& uma o#.o lim#a& de!initiva& segura e com#etitiva& e ainda maisim#ortante& n.o gerando outros res"duos

+ #resente tra%alo resume o atual estado da arte em tratamento de res"duos #or #lasma trmico ea#resenta um #ro8eto #ioneiro a ser im#lantado no Munic"#io do Rio de Janeiro #ara tratamento de res"duos#erigosos utilizando a tecnologia de tratamento a #lasma*

+(A$%O4 TATAM('TO ( *(ST!'O *OS (S)*#OS

4os gases lanados na atmos!era os maiores contaminantes so% controle generalizado s.o os ,5idos denitrognio& ,5idos de en5o!re& mon,5ido de car%ono& ozônio& idrocar%onetos e material #articulado& incluindoseu conte$do em metais #esados* 4io5inas e com#ostos clorados tam%m tem sido o%8eto de controle outrosva#ores e gases #erigosos est.o so% monitora.o localizada& visando a sa$de e a segurana das #essoassu8eitas a e5#osi.o em vrios #rocessos de manu!atura e #resta.o de servios& assim como na !a%rica.ode #rodutos 'u"micos*

As maiores !ontes de lanamentos de ,5idos de nitrognio& en5o!re e mon,5ido de car%ono s.o as !ontesestacionrias e n.o estacionrias de com%ust.o (!ornalas& caldeiras e motores de com%ust.o interna)*

A #olui.o das guas deriva %asicamente do lanamento de guas residuais n.o tratadas ouinsu!icientemente tratadas& sendo suas #rinci#ais !ontes as redes de esgotos munici#ais e as guas residuaisdas ind$strias* 4emandas 'u"mica e %iol,gica de o5ignio (4K+& 4B+)& #L& concentra.o de s,lidossus#ensos& metais #esados& organoclorados& idrocar%onetos aromticos& esteres& aminas& gru#os desu%stncias #esticidas& !en,is etc*& est.o entre os #armetros su%metidos a controle no lanamento dessasguas residuais*

A dis#osi.o segura de res"duos s,lidos a#resenta um enorme #ro%lema em todo o mundo* + maior volume destes res"duos tem origem no li5o domstico e res"duos de tratamento de esgotos* ?ma #ro#or.omenor de res"duos s,lidos gerada #elas ind$strias 'u"micas e de re!ino*=os ?6A cerca de -N O dosres"duos s,lidos gerados na ind$stria s.o #otencialmente #erigosos algumas vezes #or manuseio e/oudestino inade'uado tm causado srios danos ao meio am%iente*

+ volume de res"duos& 'uer se8am eles domsticos/os#italares ou industriais& tem crescido de !orma'uase 'ue e5#onencial nos $ltimos 'uinze anos* ;ara ilustrar esse crescimento& a ind$stria mundial de meio

am%iente& 'ue lida com o tratamento desses res"duos& movimentou no ano de 1NP cerca de 2Q %iles ded,lares e em 1NN cerca de 2QQ %iles de d,lares*





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Os Processos de Tratamento e *estino dos esíduos

As tecnologias desenvolvidas #ara tratamento dos res"duos consistem %asicamente das mesmaso#eraes !"sicas e 'u"micas usadas na manu!atura de #rodutos 'u"micos*

;ara guas residuais& o #r-tratamento #or #eneira.o& decanta.o e esgotamento com va#or #odem ser usados #ara remover s,lidos em sus#ens.o& l"'uidos imisc"veis e su%stancias dissolvidas volteis* + #r-tratamento #ode ser seguido de tratamento #rimrio clssico consistindo de o#eraes !"sicas tais como

centri!uga.o& !lota.o& osmose e eva#ora.o& com%inadas ou n.o com reaes 'u"micas #ara se#ara.o deim#urezas* ecnologias t"#icas do tratamento de guas residuais como ao o5ida.o %iol,gica s.o candidatasa uma eta#a #osterior de tratamento #ara converter im#urezas orgnicas dissolvidas n.o t,5icas em materials,lido insol$vel 'ue #ode ser se#arado e descartado* Kuando a gua reciclada #ode ser necessrio umtratamento !inal #ara condicionamento e ade'ua.o ao uso !inal como #or e5em#lo a remo.o de traos decor& odor& gosto a #reci#ita.o e remo.o de s,lidos residuais dissolvidos e clora.o #ara destrui.o demicroorganismos*

=os res"duos gasosos os s,lidos sus#ensos s.o removidos em ciclones& !iltros de mangas ou#reci#itadores eletrostticos* As im#urezas gasosas s.o removidas #or adsor.o em carv.o ativo oua%sor.o acom#anada ou n.o de rea.o 'u"mica* <ontaminantes com%ust"veis #odem ser 'ueimados e&!inalmente os gases residuais inertes #odem ser lanados na atmos!era*

6.o #oucas as alternativas #ara tratamento de s,lidos* A umidade e l"'uidos adsorvidos !re'0entementes.o se#arados #or desg0e em centri!uga ou secagem* A incinera.o utilizada #ara converter oscom#onentes t,5icos em su%stncias gasosas ou s,lidas mais !acilmente descartveis* ?m res"duo s,lidocom%ust"vel #ode ser usado como su%stituto de com%ust"veis !,sseis*

Res"duos s,lidos n.o #erigosos tm sido normalmente de#ositados em aterros sanitrios ou em li5es&valas& rios& lagoas& etc* as cinzas coletadas nas !ornala e nos sistemas de tratamento& 'ue nem sem#re#odem ser consideradas res"duos n.o #erigosos& tam%m tm sido normalmente aterradas*

Res"duos s,lidos #erigosos #odem ser tam%m de#ositados em aterros es#eciais (<lasse I e II)* Kuandoso% a !orma de lama s.o candidatos S dis#osi.o em #oos #ro!undos& #orm em am%os os casos est.osu8eitos a e5tensivas #recaues e monitoramento* A acumula.o de res"duos #erigosos n.o tratados ematerros n.o #ode ser considerada um meio a#ro#riado de neutraliza.o de suas in!luencias so%re o meioam%iente& avendo sem#re um alto risco de contamina.o do solo& da gua e do ar #or su%stncias nocivas*ste risco #ode #ersistir #or um longo tem#o e re#resenta uma grave ameaa a todo ecossistema* Almdisso a dis#osi.o em aterros tem atingido a um #onto cr"tico em muitas comunidades devido aH (a) alto#reo ou di!iculdades de a'uisi.o de terrenos(%) convencimento di!"cil das organizaes 'ue !azem o%8e.oa o#era.o de aterro (c) necessidade de descontamina.o de solos antes de sua reutiliza.o (d) em algunscasos& im#ossi%ilidade de satis!azer os regulamentos em vigor relativos a li5ivia.o e contamina.o #ormetais #esados (e) distncias cada vez maiores at os locais #oss"veis #ara novos aterros& criando#ro%lemas de trans#orte e custos*

;or estas razes& os #a"ses desenvolvidos de!inem&cada dia mais claramente& suas #ol"ticas de destina.o deres"duos im#ondo redues das reas e5istentes deaterros e restries crescentes S esta destina.o* mvrios #a"ses as #ol"ticas governamentais direcionam de!orma crescente #ara os tratamentos trmicos& devido Ssegurana 'uanto aos riscos am%ientais e S elevadaredu.o de volume e #eso* A Tigura 1 a#resenta a#ro#or.o do em#rego da tecnologia de incinera.o notratamento dos res"duos ur%anos em alguns #a"ses em1NN* 4e outro lado& vrios #a"ses desenvolvidos& como a6u"a& Alemana& entre outros& est.o& cada vez mais&im#ondo restries drsticas ao conte$do m5imo deorgnicos #ermitido no li5o a ser aterrado& e as #revisesindicam 'ue estes #a"ses devam atingir "ndices su#eriores

Porcentagem do li5o incinerado4 6

Q

1Q

2Q

3Q

UQ

PQ

RQ

7Q

J a # . o 6 u " - a

6 u ( c i a

T r a n - a

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L o l a n d a

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9 r .

B r e t a n ) a

/ s # a n ) a

Tigura 1- Tra.o do li5o incinerado em di!erentes#a"ses desenvolvidos (tt#H//VVV*e#a*gov)*

a 7QO de incinera.o at 2QQ2/U* + Brasil #raticamente n.o incinera seus res"duos ur%anos devido a uma#ol"tica des!ocada dos ,rg.os #$%licos de minimizar os #ro%lemas am%ientais (emisses gasosas e l"'uidas)e sociais causados #elos aterros e li5es& e calcular erradamente seus custos dei5ando de incluir os custos!uturos #ara re#rocessamentos& remediaes& retirada de #o#ulaes #o%res& etc*





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PO"(SSAM('TO *( (S)*#OS A PLASMA TÉM!"O

+s #rocessos de tratamento dos res"duos mencionados anteriormente visam a remo.o ou destrui.odos com#onentes nocivos e resultam em 'uantidades menores de outros res"duos derivados dos #rimeiros*

m muitos casos& tais res"duos tam%m n.o #odem ser lanados no meio am%iente da maneira 'ue s.oo%tidos e tm 'ue ser armazenados de !orma segura e custosa* ;rocessos trmicos como o tratamento #or #lasma #ermitem a destrui.o trmica& !us.o& inertiza.o e at vitri!ica.o de res"duos& #ermitindo o reciclo de#rodutos o%tidos no tratamento*

"aracterísticas e #so do Plasma Térmico

Kuando um gs a'uecido a tem#eraturas elevadas mudanas signi!icativas em suas #ro#riedades* A cerca de 2QQQ o<& as molculas do gs comeam a se dissociar em estado atômico* A 3QQQ o<& os tomoss.o ionizados #ela #erda de #arte dos eltrons* ste gs ionizado camado de #lasma* + gs so% oestado de #lasma a#resenta %oa condutividade eltrica e alta viscosidade 'uando com#arado a um gs noestado normal*

?m gerador de #lasma (toca de #lasma) um dis#ositivo 'ue trans!orma energia eltrica em calor

trans#ortado #or um gs* <om estes dis#ositivos virtualmente 'ual'uer gs #ode ser levado ao estado de#lasma e o gs utilizado #ode ter #artici#a.o signi!icativa na rea.o* + !lu5o de calor #ode ser medido econtrolado e este !lu5o #ode ser utilizado #ara a'uecer& gasei!icar e #romover reaes 'u"micas em um reator aco#lado S toca de #lasma* A e!icincia de trans!orma.o de uma toca de #lasma est em cerca de P-NQO da energia eltrica utilizada na gera.o do #lasma* "#icas tem#eraturas alcanadas #or #lasmastrmicos s.o da ordem de 1P*QQQ W<& em%ora tem#eraturas de at PQ*QQQ W< se8am #oss"veis*

+s #rocessos conecidos de #lasma trmico 'ue est.o em uso ou desenvolvidos em vias decomercializa.o s.oH reco%rimento !"sico e 'u"mico a #lasma s"ntese de #,s !inos decom#osi.o a #lasmametalurgia a #lasma densi!ica.o de re!ratrios e outros materiais& alm das conecidas m'uinas de corte a#lasma XNY* 4essas tecnologias a $nica de interesse do #resente tra%alo a de decom#osi.o a #lasma*

+s #rinci#ais atrativos do uso de #lasma na decom#osi.o trmica de su%stncias s.oH• elevadas tem#eraturas causam r#ida e com#leta #ir,lise da su%stancia orgnica& assim como

!unde e #ode vitri!icar certos res"duos inorgnicos• alta densidade de energia #ossi%ilita a constru.o de reatores com menores dimenses #ara

mesmas ca#acidades tam%m !avorece a constru.o de e'ui#amento m,vel• o uso de energia eltrica reduz a vaz.o total de gs& dessa !orma resultando em menores

instalaes #ara #rocessamento dos gases e5austos grande n$mero de o#es de gases #aragera.o do #lasma torna !le5"vel o controle so%re os !atores 'u"micos do #rocesso

• com menores instalaes e alta densidade de energia& tem#os de #artida e #aradas s.o reduzidos• !avorece a #ir,lise de su%stancias sens"veis a radia.o ultravioleta& como os organoclorados*

+s mtodos #or #lasma est.o ganando im#ortncia na !us.o de sucata de metais e ligas& alum"niocontido nos re8eitos& lamas de eletrode#osi.o* recu#era.o de metais de catalisadores gastos e cinzas deincinera.o* ;rocessos #ara tratamento de l"'uidos orgnicos& inclusive organoclorados& tm sido tam%m#ro#ostos e testados em reatores de #lasma*

=o Ja#.o o #lasma usado #ara !undir cinzas de incinera.o e conse'uentemente reduzir o volumedescartado X1Y na Trana & cinzas de incinera.o e as%esto s.o trans!ormados #ela tecnologia de #lasma emesc,ria inerte X2Y nos stados ?nidos da Amrica& est sendo em#regado #ara recu#erar metais decatalisadores X3Y e tam%m vem crescendo em im#ortncia desenvolvimentos #ara destrui.o de res"duosmilitares XUY e recu#era.o de zinco metlico de #oeiras sider$rgicas X3&PY*

Tecnologia de Plasma Térmico

+s mtodos de gera.o de #lasma mais utilizados #ara o tratamento de res"duos s.o com correnteeltrica& 'ue ser.o os $nicos a%ordados neste tra%alo* anto corrente cont"nua como corrente alternada#odem ser em#regadas& mas a gera.o com corrente cont"nua #redomina am#lamente at o momento*

+s #rinci#ais dis#ositivos #ara gera.o s.o as tocas de arco de #lasma 'ue #odem ser de arco n.otrans!erido ou arco trans!erido* + arco dito n.o trans!erido 'uando #roduzido no interior do dis#ositivo de

gera.o 'ue contm os eletrodos e do 'ual sai o gs a'uecido* As tocas de arco trans!erido utilizam um





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eletrodo emissor& estando o rece#tor do arco localizado !ora da toca& #odendo ser um outro eletrodo ou omaterial so% a'uecimento interligado ao circuito atravs de um eletrodo*

As tocas de arco trans!erido utilizam corrente cont"nua #ara gera.o as tocas de arco n.o trans!erido#odem ser de corrente cont"nua ou corrente alternada*

ocas de Arco =.o rans!erido

A maioria das tocas de arco n.o trans!erido conecidas eem#regadas comercialmente utilizam corrente cont"nua* stessistemas re'uerem su#rimento reti!icado de alimenta.o 'ueusualmente aumentam os investimentos !i5os relativamente aossistemas de corrente alternada* ;ara aumentar a vida $til doseletrodos& gases no%res/inertes #recisam ser em#regados*ocas de corrente alternada utilizam uma #e'uena corrente degs ionizado #ara manter o arco !uncionando de !orma estvel&o 'ue re'uer a inclus.o de um sistema au5iliar

Sistemas de Corrente Contínua A toca convencional de #lasma n.o trans!erido de

corrente cont"nua consiste de um eletrodo de tungstnio-toriado'ue serve como catodo (emissor de eltrons) e um cor#o anular de co%re 'ue atua como coletor ou anodo o arco se !orma entreestes eletrodos* + anodo anular de co%re res!riado com gua*?m !lu5o de gs envolve a su#er!"cies do eletrodo (geralmenteargônio ou nitrognio)& con!inando e esta%ilizando a rea decontato do arco em #ontos da su#er!"cie metlica 'uente* ATigura 2 mostra es'uematicamente uma toca t"#ica de arcon.o trans!erido gerado #or corrente cont"nua*

Tigura 2 G oca de Arco =.orans!erido& <orrente <ont"nua X3Y

Sistemas de Corrente Alternada

As tocas utilizando corrente alternada !oram desenvolvidas #or instituies da antiga ?ni.o 6ovitica*stas #odem utilizar corrente mono!sica& no caso de %ai5as #otncias de gera.o& ou tri!sica & #ara maioresca#acidades* A descri.o a seguir re!ere-se ao ti#o de alta #otncia com corrente tri!sica& mas o #rinci#ioconstrutivo e o#eracional %sico comum a am%os os ti#os*

=as tocas de corrente tri!sica os eletrodos s.o dis#ostos simetricamente em uma cmara de aorevestida com re!ratrio* stes eletrodos s.o conectados em Z nas linas de alimenta.o& sendo ase5tremidades #r,5imas ao ei5o da cmara es#aadas entre si* ;r,5imo a estas e5tremidades& um oscilador direciona um !lu5o de gs ionizado atravs o es#aamento entre os eletrodos* ?ma vez 'ue a ioniza.oreduz a resistncia atravs do es#aamento isto #ermite a !orma.o de arco S voltagem da lina dealimenta.o* + arco !ormado se move ao longo do eletrodo cu8a con!igura.o causa alongamento do arcoen'uanto se move* ste movimento #rossegue at um #onto #r,5imo ao centro da cmara no 'ual ocorre aru#tura do arco*

+ gs de o#era.o entra tangencialmente na cmara* ;arte desse gs #assa #elo arco e a'uecido a

tem#eraturas elevadas& misturando-se em seguida com o restante do gs S tem#eratura de o#era.o*+ res!riamento da cmara !eito na su#er!"cie interna re!ratria #elo #r,#rio gs e e5ternamente #or gua circulando em uma camisa * ?ma toca de gera.o de #lasma com corrente alternada est mostradana Tigura 3 e a a%ela 1 a#resenta carater"sticas o#eracionais de tocas de corrente alternada de %ai5a ealta #otncia*

Tabela 1 – Par7metros Operacionais de Toc8as de "orrente Alternada 9:;Tipo Monof,sica Trif,sica<orrente de o#era.o 1-1Q A UNQ-13QQ AFoltagem de Alimenta.o UQ F (#rimrio)

QQQ F (secundrio)22Q-UQ F

;otncia P-1P [\ 17P-1QQQ [\;ress.o do 9s de +#era.o 2&P-1Q atm* 2&P-atmFaz.o do 9s Q&U-2 !t3/min U2-12Q !t3/minem#eratura de +#era.o 1PQQ-3QQQ :





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Tigura 3 G oca de Arco =.o rans!erido& <orrente Alternada X2Y

ocas de Arco rans!erido

=a toca de arco trans!erido& o arco de #lasma se !orma entre o eletrodo contido no interior da toca euma #ea (em a#licaes de tratamento de res"duos& normalmente o material !undido da !ornala)& 'ue eletricamente conectado ao lado do retorno do su#rimento da energia eltrica* 6istemas de arco trans!eridos.o #articularmente em#regados em !ornalas #ara !us.o& uma vez 'ue este modo de aco#lamento direto aomaterial !undido assegura alta e!icincia no #rocesso* + gs in8etado em torno do eletrodo #ara esta%ilizar oarco geralmente argônio ou nitrognio*

L dois ti#os de tocas 'uanto a gera.o do arco trans!eridoH

1* as tocas sim#les com um eletrodo emissor de gs ionizado e outro sendo uma #ea no e'ui#amentoou o #r,#rio material !undido

2* as tocas geminadas utilizando um eletrodo como emissor do gs ionizado e outro eletrodo #ara ondeo arco direcionado diretamente ou atravs da massa so% a'uecimento*

stes sistemas de gera.o #odem ser de #olaridade direta ( o eletrodo emissor o catodo) ou inversa&de#endendo da a#lica.o #articular*

Kuanto ao material dos eletrodos& as tocas emissoras de arco sim#les ou geminadas #odem ser !eitasde metal& com re!rigera.o a gua& ou de tu%os de gra!ite* +s eletrodos coletores #odem ser !eitos de metalou gra!ite*

;ara as #artidas do sistema as tocas est.o normalmente dotadas de circuitos #ara #ossi%ilitar a

o#era.o so% arco n.o trans!erido* As tocas sim#les e geminadas est.o mostradas es'uematicamente na Tigura U*





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Tigura U - ocas de ;lasma de Arco rans!erido (6im#les e 9eminadas) X3Y

=o caso das tocas de arco sim#les& elementos condutores s.o instalados no cor#o da !ornala #araconduzir o retorno da corrente* + ti#o de toca em#regado de#ender dos #armetros o#eracionais eo%8etivos es#ec"!icos do #rocesso& incluindoH com#osi.o 'u"mica e vaz.o do material da alimenta.o&'ualidade do #roduto e limites #ara o meio am%iente da #lanta* A a%ela 2 resume os mritos relativos decada sistema e a a%ela 3 as es#eci!icaes t"#icas dos eletrodos*

Tabela : – "ritérios para Seleção de Sistemas de Arco de Plasma transferido 9<;

IM

ocas 6im#les ocas 9eminadas

Re!rigeradas 9ra!ite Re!rigeradas 9ra!ite

<a#acidade limitada Alta @imitada AltaM5ima Am#eragem 4is#on"vel QQQ ]3QQQQ ]PQQQ ]3QQQQstan'ueidade do 6istema %oa Boa %oa %oaem#eratura M5ima de +#era.o (<) ]3QQQ ]3QQQ ]3QQQ ]3QQQ=ecessidade de Anodo de Tundo sim 6im =.o =.o Ade'ua%ilidade #ara atmos!era o5idante sim @imitada 6im @imitada!icincia nergtica "#ica (O& ;lantas <omerciais) 7P-Q ]P 7P-Q ]P9rau de Automa.o mdio/%om Bom mdio/%om Bom^til da oca (oras) _1QQQ =4 _1QQQ =4

Tabela < 3 (specificação Típica para "atodo e Anodo de Toc8as 9<;!tem "atodo Anodo<orrente <ont"nua PQ G QQQ Am#s PQ G PQQQ Am#sFoltagem 3Q - UQQ Folts 3Q - UQQ Folts;otncia Bruta Q*Q1 - 3*2M\ Q*Q1 - 2*Q M\4imetro da oca 7Qmm 7Qmm9s Argônio ArgônioFaz.o de 9s _2P litros/min/1QQQ Am#s _PQ litros/min/1QQQ Am#s;ress.o do 9s 3 Bar 3 Bar Re!rigerante `gua deionizada `gua deionizada;erda de nergia no Re!rigerante 1Q - 7Q[\ 1P - 13Q[\





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6istema de letrodos de 9ra!ite

?m diagrama es'uemtico de uma !ornala deeletrodo de gra!ite mostrado na Tigura P* +eletrodo tu%ular (normalmente cat,dico) localizadono centro da !ornala e !i5ado no teto #or um sistemade ga5eta re!rigerada* A energia eltrica !ornecida

atravs de um eletrodo !i5ado a um %rao m,vel&eletricamente isolado& 'ue #rov meio #ara omovimento vertical* =itrognio ou Argônio usado#ara esta%iliza.o e como gs de #urga do selo doeletrodo*

+ eletrodo de gra!ite #articularmenteade'uado #ara !ornalas de alta #otncia o#erandoso% atmos!era neutra ou redutora* + sistema sim#les de o#erar e ade'uado a elevado grau deautoma.o*

Tigura P - Tornala com 6istema de letrodo de Arco rans!erido X3Y

6istema 9eminado de ocas de ;lasma Re!rigeradas

+s sistemas de tocas geminadas re!rigeradas usam tocas com #olaridade direta ou reversa* L doisdistintos mecanismos de aco#lamento do arco #ro#iciando movimento angular Ss tocas de !orma a #ermitir um aco#lamento direto no es#ao livre ou %) cone5.o atravs do meio !undido*

+s sistemas de tocas geminadas o!erecem um certo numero de vantagens so%re a toca sim#lesconvencional& a sa%erH1* =.o nenum contato direto do anodo com o material so% tratamento o 'ue elimina custos de

manuten.o em eletrodo de !undo e #ossi%ilidades de contamina.o do material !undido2* + sistema #articularmente e!iciente no a'uecimento de gases e va#ores* m adi.o& o res"duo em

tratamento& 'uer se8a l"'uido& gs ou s,lido #ode ser in8etado diretamente na zona de aco#lamento doarco

3* ;ara uma dada o#era.o o arco geminado aumentar signi!icantemente a voltagem do sistema (e da" a#otncia)

U* ;artidas em !ornalas !rias e com esc,ria s.o !acilitadas*

m a#licaes de #rocessamento de res"duos& sistemas de tocas geminadas tem sido usados #ara!us.o de sucata de vidro e cinzas de incinerado*

=a a%ela U a seguir est.o resumidas os #rinci#ais !ornecedores de tocas de #lasma e algumascaracter"sticas dos sistemas o!erecidos*

Tabela / 3 &ornecedores de Toc8a de Plasma e "aracterísticas Oferecidas&abricante Tipo Pot=ncia M> +ases "oment,rios

etronics trans!erido Q*Q1-3*2 inerte&redutores

<atodo de tungstnio& P- [A ma5*& vida $til 1QQQ &#erdas 1Q-7Q [\

etronics trans!erido Q*Q1-2 inerte&redutores

Bot.o de co%re& normalmente usado como anodoem tocas geminadas& #erdas 1P-13Q [\

etronics trans!erido Kuase toda!ai5a comercial

inerte&redutores

letrodo tu%ular de gra!ite& corrente at 3Q[A

Retec trans!erido Q&2-1&2 usual =2 Anodo de co%re& vida $til de ca* 1QQ & tam%m!azem n.o-trans!erida com Le

;lasma ;rolsis n.o-trans!* PQQ [\ - -;oeni5 6olutions trans!*/n.o-

trans!*Q&Q1-1&P ar letrodos de ligas

\estingouse n.o-trans!* Q&1-2 ar -uro#lasma

(Aeros#atiale)n.o-trans!* Q&7 ar letrodos de co%re tu%ular ou ligas& usam rota.o

magntica do arco cat,dico& %oa vida $til;< trans Q&QP-2 ar& =2&+2& L2*

Le e Ar

?sualmente anodo tam%m usada como catodo

#ara am%iente inerte sistemas de gra!ite tam%ms.o o!erecidos





N / 17;< n.o-trans!* Q&QP-1&P ar& =2&+2 -

6cienti!ic?tilization

ac& n.o-trans!**

Q&2P-1 ar letrodos de co%re& vida $til em atmos!era de ar UQ-21Q

Minte[& 6out A!rica trans*

to 3Q M\ inerte Alta #otncia& eletrodos de gra!ite& a#licaesmetal$rgicas

;erma& <anada n.o-trans!* Q&Q2-Q&3 Inerteo5idante

-

io5ide n.o-trans!* Q&2-1&P +2* =2 ?sadas em #rocessos comerciais #or 2Q anos&rota.o magntica em#regada6canarc n.o-trans!* Q&2-2 Inerte& ar e

redutora Alta #otncias& vida de#ende de gases usados& %oa#ara ar

(5emplos de Aplicação de Processo para Tratamento de esíduos

+ tratamento de res"duos em#regando a tecnologia de #lasma trmico tem sido am#lamente a%ordadona literatura tcnica X1 a Y* =os te5tos a seguir est.o mostradas algumas das a#licaes em #rocessos detratamento trmico com em#rego de tocas de arco n.o trans!erido e trans!erido*

;ir,lise de Res"duos ?r%anos

=um #rocesso desenvolvido #ara destrui.o desu%stncias orgnicas X1QY o res"duo termicamentedecom#osto em gs com%ust"vel numa !ornalavertical (!ornala bsa!t)*

+ res"duo s,lido alimentado na !ornalaatravs dum sistema de alimenta.o de cmarasestan'ues (bloc[ o##er)* Ar #ra'uecido&enri'uecido ou n.o com o5ignio& in8etado na %aseda !ornala #ara alimentar a com%ust.o de #arte do

material& so% a !orma car%onizada neste #onto doe'ui#amento*

+s gases da #ir,lise s.o conduzidos #ara umreator de decom#osi.o trmica a #lasma& onde s.ototalmente decom#ostos& tendo ao !inal comoconstituintes %asicamente idrognio e mon,5ido decar%ono* A #ir,lise do res"duo acom#anada davitri!ica.o do material inorgnico no !undo da!ornala*

Tigura G 9asei!ica.o de Res"duos (Tlu5ogramaes'uemtico)

=a conce#.o deste #rocesso nenuma corrente resultante da #ir,lise #ode dei5ar o sistema sem sere5#osta a elevadas tem#eraturas& 'uer se8a a esc,ria vitri!icada ou os gases da decom#osi.o*

+s gases e os s,lidos !luem contracorrente atravs da !ornala* A esc,ria !undida escoa #ela %ase acerca de 1UPQ W< en'uanto 'ue o gs& inclusive idrocar%onetos e outras su%stncias orgnicas #arcialmentedecom#ostas& sai #elo to#o da !ornala a QQ-QQ W<* ste gs misturado com ar a'uecido a #lasma noreator de decom#osi.o& onde com#letamente a matria orgnica remanescente& #roduzindo um gscom%ust"vel a cerca de 12QQ-1UQQ W<* A Tigura mostra es'uematicamente este #rocesso de gasei!ica.o*





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Tigura 7 - Tornala #ara ratamento de <atalisador Automotivo 5aurido X3Y

ratamento de <atalisadores Automotivos

+ uso de conversores catal"ticos #ara os gasese5austos dos ve"culos automotivos #ara reduzir a #olui.oatmos!rica largamente #raticado na maioria dos #a"ses*+ conversor catal"tico consiste de um su%strato& geralmente

#ellets de alumina& 'ue im#regnada com Q&Q3O demetais do gru#o da #latina (;9Ms)* ?m #rocesso a #lasma!oi desenvolvido #ara tratamento de catalisador e5aurido erecu#era.o e reciclo do metal* A #lanta !oi instalada em Anniston& Ala%ama& ?6A* est sendo o#erada comsucesso dez anos Xre!erncia X3Y*

?m diagrama de uma !ornala de 2M\ com tocare!rigerada a gua mostrado na Tigura 7* A toca estinstal no teto da !ornala e dotada de movimento de#recess.o #ara assegurar a'uecimento uni!orme daesc,ria*

+ catalisador e5austo rece%ido mo"do antes de ser misturado com !lu5o de calcrio e outros aditivos#ara dar %ai5a viscosidade esc,ria na !ai5a de tem#eratura de o#era.o da !ornala em 1PQQ-1PQ o<* +material misturado alimenta o reator a uma vaz.o controlada de cerca de 1 tonelada/ora atravs dea%erturas no teto* =a !ornala& o material #articulado !unde ra#idamente e o material !undido (%asicamentealuminato de clcio) trans%orda da !ornala res!riado e mo"do*

+ metal coletado e concentrado em !erro !undido na %ase da !ornala e drenado do vaso uma vez on"vel tena atingido a#ro5imadamente 1Q O da ca#acidade volumtrica* Ao com#letar a drenagem& mais!erro adicionado e o ciclo re#etido*

sta #lanta de #lasma trata uma #ro#or.o signi!icativa (ca* 1PO) do res"duo de catalisador e5aurido nosstados ?nidos e ca#az de recu#erar mais de NO de #latina& #aldio e r,dio* =este sistema a vida $til dastocas tem atingido QQ oras*

ratamento de <inzas de Incineradores

A necessidade de desenvolver sistemas ca#azes de tratar cinzas de incinera.o tem sido motivado #elanecessidade de se o%ter um #roduto 'uimicamente estvel o 'ual (idealmente) tena uso su%se'uente comomaterial #ara constru.o* A im#ortncia do #ro%lema das cinzas de#ende dos !atores locais #revalecentes naregi.o ou #a"s*

=o #rocesso a seguir ascinzas de incinera.o de res"duosmunici#ais s,lidos (M6\) e delamas de esgoto (66\) s.osu%metidos a tratamento trmico*

=os #rocessos de incinera.oas cinzas geradas dei5am osistema atravs da grela doincinerador e dos e'ui#amentos detratamento dos gases e5austos 'ueretm as cinzas volantes**nlisest"#icasdas cinzas M6\ e66\ s.o mostrados na a%ela P* visto 'ue am%as as cinzas tmteor elevado de s"lica e contmn"veis signi!icativos de ,5ido declcio& !erro e alum"nio* As cinzasderivadas da lama de esgoto temalto conte$do de !os!atos& ocar%ono est #resente em n"veisde cerca de 3 O nas cinzas de li5omunici#al e 1O na de lama de

esgoto*

Tigura G Tlu5ograma do ratamento de <inzas deIncinera.o X3Y

A !ornala alimentada a vaz.o controlada e a esc,ria continuamente removida escoando so%re umtan'ue de res!riamento ceio dgua onde solidi!ica e granulada* +s gases s.o conduzidos #ara uma





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cmara de #,s-com%ust.o onde 'uais'uer es#cies redutoras s.o com#letamente incineradas (e5#* <+& L2)antes do tratamento e remo.o de material #articulado& sendo ent.o lanadas na atmos!era atravs de umacamin*

?m deseno es'uemtico d sistema em#regado est mostrado na Tigura * ;ara o a'uecimento dosistema !oram usadas tocas geminadas de gra!ite com arco aco#lado ao material !undido*

4ados de t"#ica da o#era.o da!ornala est.o mostrados na a%ela *

Tabela ? 3 An,lise da Alimentação e (sc@ria Tratamento de MS> e SS> 9<;(spécies Alimentação BMS>C

BcinDas de grel8aCAn,lise de (sc@ria

B MS>CAlimentação

BSS>4 Leito &luidiDadoCAn,lise de (sc@ria

BSS>C

f5idos6iQ2 U7 PQ*P U&Q U&QiQ2 1&Q 1&Q 1&Q 1&Q A12Q2 N& 12&Q 1P&Q 1P&QTe2Q 11&P 12&Q 1Q&P 11&PMnQ Q&1 Q&1 Q&1 Q&1MgQ 2&Q 2&Q 2&1 2&1<aQ 13&Q 13&P &Q &Q;2Q3 1&Q 1&Q 1Q&Q 1Q&Qotal < 3&Q Q&P 1&Q 1*Q=2Q U*P U*P 1*Q 1&Q:2+ 1&P 1&Q 2&Q 2&QMetais (##m)Mn NPQ NPQ 1QPQ 1QQQ<r 2PQ 2UQ 1PQQ 1UQQ=i 1Q 1Q 11P 12Q<u PQQ PQQ 7PQ 7PQ As UQ UQ 7Q 3<d 1P 1 3 1hn UQQQ QQ 37PQ 2QQ;% 2UPQ 11Q PQ 2QQcloretos 3UQQ 7Q Q 2PTluoretos 7&P 1 1&P Q&P6ul!atos 2Q7P 1PQQ 23P QQ+rgnicos5tra.o c/ 6olvente PQQQ PQ 11Q PQTenol 2&P Q&1 Q&P Q&1

Tabela 0 3 (missEes +asosas do Tratamento a Plasma de "inDas de MS> e SS> 9<;"oncentração de +,s

BmgFm<C"inDasBMS>C

"inDasBMS>C

L26 P*Q Q*Q1=+ Q*Q Q*Q6+2 PG3P 3QQL<l P&Q P&QLT Q&Q Q&1Q

=otaH medida em mg/m3 de ar am%iente S sa"da da !ornala*

=a o#era.o !icou demonstrado 'ue n.o ouve di!iculdade na !us.o de 'ual'uer dos materiais das cinzas* Aesc,ria !luidi!icou-se na !ai5a de 13PQ-1PQQ<* +%servou-se tam%m o seguinteH

• <om rela.o aos ,5idos metlicos& concentra.o de certas es#cies de ,5idos volteis (hn+& ;%+ e<d+) na !ase gasosa* +s metais alcalinos ( =a2+ e :2+)& 'ue tam%m e5i%em alta #ress.o de va#or nastem#eraturas da !ornala& !oram #rinci#almente mantidos na !ase da esc,ria* A e5#lica.o #rovvel #araisto o alto conte$do em s"lica na esc,ria reduziria a atividade desses ,5idos !ormando silicatos de s,dioe #otssio estveis* + n"vel de ,5ido de !erro similar na esc,ria e no material alimentado& indicando 'ue#ouca redu.o car%otrmica do ,5ido de !erro ocorreu (em%ora #rolas de !erro tivessem sio o%servadasnaesc,ria)* +s ,5idos estveis !oram manttitativamente na esc,ria como era es#erado*

• <om res#eito a es#cies aniônicas& um alto grau de volatiliza.o de sul!atos e cloretos ocorreu os !os!atos!itidos na !ase da esc,ria*

• As esc,rias altamente silicosas #roduzidas mostraram n.o ser li5iviveis* ?m sumrio de com#osies

dos li5iviados o%tidos #ara am%os os ti#os de cinzas est.o mostrados na a%ela * ste n"veis est.ocom#at"veis com limites #ro#ostos so% a instru.o normativa < N1/<1NQ/Q1 (;A)* ara am%os os





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materiais os #rinci#ais elementos traos #resentes (;%& <d& <r& <u& =i& Lg e !en,is)& estiveram %ema%ai5o dos limites #ro#ostos #or a'uela instru.o*

• n"vel de su%stncias orgnicas (e5trato de solvente e !en,is) !oi tam%m reduzido a n"veis %ai5os nasescorias de am%as as cinzas como indicado na a%ela P e 7*

• Re!erindo-se a a%ela & 'ue sumaria os n"veis de emiss.o de gases cidos& notado 'ue o 6+2 esteve#resente em concentraes signi!icativas* ="veis muito %ai5os de =+5& L26& L<l e LT !oram detectadosnos gases e5austo da !ornala

Tabela G 3 esultados de Testes de Li5iHiação B*!' <I/1/C Para (sc@rias de Tratamento de MS> e SS>"omparada a !nstrução (PA (" 21F" 12.F.1 para esíduos Perigosos 9<;

(SP("!(S SS>mgFl

MS>mgFl

!'ST#$JO (" 21F" 12.F.1

(S)*#OS P(!+OSOSmgFl

(S)*#OS !'(T(SmgFl

Arsnico Q&2-1&Q Q&1<um%o Q&QP Q&QP Q&U-2&Q

otalmenos

'ueP mg/l

<dmio Q&QP Q&QP Q&1-Q&P<romo Q&QP Q&QP Q&1-Q&P<o%re Q&1 Q&QP 2-1Q="'uel Q&QP Q&QP Q&U-2&Q

Merc$rio Q&QP Q&QP Q&Q2-Q&1

hinco Q&QP Q&QP 2-1QTen,is Q&QU Q&Q1 2Q-1QQ 1Q

Tabela I 3 *ados Operacionais Típicos do Tratamento das "inDas 9<;nergia eoricamente =ecessria PQQ-PPQ [V/tnergia <onsumida na ;lanta ;iloto PQ-NQQ [V/tjFaz.o de <inzas 1PQ-3QQ [g/em#eratura da sc,ria 1UQQ-1PQQ<Recu#era.o de Material como sc,ria _NO<onsumo do letrodo 2 [g/t de [email protected] da sc,ria Metais #esados li5iviveis a%ai5o dos limites

=otaH estimada em PQ [V/t de cinzas em #lantas comerciais

m geral& #ara uma !ornala de grande ca#acidade o#erando so% atmos!era neutra ou redutora& o uso detocas de gra!ite #re!erida* <ontudo #ara unidades de #e'ueno #orte (1-2 t/)& tocas metlicas re!rigeradas#ode ser a melor escola& #articularmente se o#erando em atmos!era o5idante ou destinadas a #roduzir material de 'ualidade es#ecial 'ue re'ueiram condies estritas de controle*





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A !MPLA'TA$%O *( #M POK(TO P!O'(!O

(5peri=ncia ompac

A e5#erincia atual da :om#ac concentra-se #rinci#almente no #ro8eto& desenvolvimento e o#era.o de

sistemas de #rocessamento de res"duos& em #articular os res"duos #erigosos& a%rangendo desde a coleta&trans#orte e reciclagem at o #rocessamento e destino !inal dos #rodutos residuais*=o #rocessamento dos res"duos destacamos a e5#erincia no tratamento trmico de res"duos #erigosos

#or incinera.o convencional& incluindo o tratamento dos e!luentes gasosos& l"'uidos e s,lidos do #rocesso* A :om#ac tam%m tem desenvolvido ca#acita.o #ara o #ro8eto de sistemas tratamento de res"duos

#erigosos a #lasma trmico e de tratamento trmico convencional (incinera.o) integrados a sistemas decogera.o*

+s res"duos considerados nos sistemas im#lantados ou em desenvolvimento incluem li5o ur%ano& li5odomiciliar& li5o #orturio e aero#orturio e li5os #erigosos tais comoH res"duos de servios de sa$de (li5oos#italar)& res"duos t,5icos e res"duos de alto risco*

*esenHolHimento de Tecnologia

m 1NN a em#resa ec#lasma !oi constitu"da es#eci!icamente #ara desenvolver tecnologia #ara o#rocessamento trmico de res"duos #erigosos& incluindo a recu#era.o de metais e a coga.o de energia a#artir dos gases #roduzidos nos #rocessos* A seguir est escrita arte do tra%alo de desenvolvimentorealizado*

4estrui.o rmica com <ogera.o e ratamento de Res"duos Fia ;lasma rmico

A ec#lasma iniciou em 1NN7 um #rograma de desenvolvimento de tecnologia constitu"do #or duaslinas de #es'uisa denominadas res#ectivamente 4estrui.o rmica com <ogera.o e ratamento deRes"duos Fia ;lasma rmico* ste #rograma o%teve a#oio do <=;'/RLA e envolveu uma e'ui#e de#essoas graduadas e #,s-graduadas e5#erientes nas disci#linas a#licveis ao desenvolvimento na rea demeio am%iente& resultando tam%m no treinamento de em engenaria*

=a lina de #es'uisa 4estrui.o rmica com <ogera.o& o #rograma visou o desenvolvimento de

sistemas com o a#roveitamento m5imo da energia trmica e integrado de tecnologia de tratamento dose!luentes do #rocesso em con!ormidade a tendncia atual dos regulamentos de #reserva.o do meioam%iente* Frios As#ectos da tecnologia desenvolvida !oram a#licados n im#lanta.o do <R; G Tortaleza(<entro de ratamento de Res"duos ;erigosos de Tortaleza) e est.o sendo #revistos #ara a utiliza.o emoutras #lantas*

=a outra lina de #es'uisa& ratamento de Res"duos Fia ;lasma rmico& !oi desencadeado um #ro8eto#ara o desenvolvimento de #rocesso de tratamento de res"duos #erigosos via ;lasma rmico& incluindo aim#lanta.o de uma unidade #rot,ti#o* + #ro8eto da unidade #rot,ti#o est em andamento e esta unidadeestar inserida no #ro8eto do <entro de ratamento de Res"duos ;erigosos :om#ac& descrita adiante*

4esenvolvimento de ;rocesso ;ara ratamento de Borra de inta

m maro de 1NN& 8untamente com I;-Instituto de ;es'uisas ecnol,gicas e a ;?</RJ G 4e#to* 4e

ngenaria Metal$rgica e Materiais& o 9ru#o :om#ac atravs da ec#lasma& iniciou um #rograma #ara a<asa da Moeda so%re o desenvolvimento de #rocesso de tratamento de %orra de tinta via #lasma* +#rograma !oi desenvolvido #ara tratar %orra de tinta& amostra de solo contaminado e de tam%ores utilizadosno armazenamento da %orra de tinta na <asa da Moeda* m 8ulo do mesmo ano o #ro8eto !oi conclu"do emescala de la%orat,rio e com os resultados alcanados a :om#ac o%teve @icena de Instala.o (noti!ica.oTMA n*W N13 NU emitida em 17/Q7/N) #ara o #rocesso via #lasma trmico de tratamento dos res"duos de%orra de tinta*

+s e5#erimentos !oram realizados em la%orat,rio com e'ui#amentos em escala #iloto desenvolvidos em#arceira I;/:om#ac* =os e5#erimentos !oram em#regadas& ti#icamente& as seguintes condieso#eracionaisH

• oca de #lasma de 3QQ/PQQ [\& o#erando com Q F e 2QQ A• 9s de #lasma - argônio (!lu5o volumtrico de U l/min)• a5a de Alimenta.o de %orra de tinta k 2Q O de solo - 3 [g/





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• em#eratura do !orno em regime - 1*QQ Q<

Alguns dos resultados s.o e5em#li!icados a seguir*

Ensaios de lixiviação e solubilização

+s #rodutos o%tidos& em matriz v"trea e matriz !rrea& !oram analisados atravs de testes de li5ivia.o esolu%iliza.o* As amostras !oram analisadas #ara todos os elementos 'ue inicialmente !oram detectados na%orra de tinta* +s resultados est.o mostrados nas ta%elas a seguir* ;ode-se veri!icar 'ue os valores dosli5iviados encontrados #ara os #rodutos o%tidos com o #rocesso a #lasma (tanto v"treo como !rreo) est.o%astante a%ai5o dos limites #ermitidos na legisla.o am%iental vigente*

Tabela 2 3 (nsaios de Li5iHiação(lemento Limite m,5imo

permitido-orra de Tinta Plasma

ítreoPlasma&érreo

BmgFLC Antigo !ntermN ecente

Arsnio P&Q 1&2 1&Q 1&3 Q&Q1 Q&Q1Brio 1QQ Q&2 Q&1 Q&1 Q&1 Q&1<dmio Q&P Q&1 Q&1 Q&1 Q&QQU Q&QQU<um%o P&Q 1&Q 1&Q 1&3 Q&QP Q&QP

<romo P&Q Q&2 Q&2 Q&2 Q&Q1 Q&Q1Tluoreto 1PQ Q&1P Q&1 Q&1 Q&1 Q&1Merc$rio Q&1 Q&1 Q&1 Q&1 Q&QQ1 Q&QQ1;rata P&Q Q&2 Q&2 Q&2 Q&Q1 Q&Q16elnio 1&Q Q&QQ2 Q&QQ3 Q&QQP Q&QQ2 Q&QQ2<o%alto - Q&2 Q&2 2&Q Q&QP Q&QPitnio - Q&1 Q&1 Q&1 Q&1 Q&1Mangans - Q&N3 1&N 3&P Q&Q27 Q&QUQ

Tabela 1. 3 (nsaios de SolubiliDação(lemento Limite m,5imo

permitido-orra de Tinta Plasma

ítreoPlasma&érreo

BmgFLC Antigo !ntermN ecente

Alum"nio Q&2 1&1 1&1 1&1 Q&2 Q&2

Arsnio Q&QP Q&QQ1 Q&QQ1 Q&QQ1 Q&QQ1 Q&QQ1Brio 1&Q Q&QU Q&QU Q&QU Q&Q3 Q&Q3<dmio Q&QQP Q&Q2 Q&Q2 Q&Q2 Q&QQU Q&QQU<um%o Q&QP Q&Q7 Q&Q7 Q&Q7 Q&QP Q&QP<ianeto Q&1 Q&Q1 Q&Q1 Q&Q1 Q&Q1 Q&Q1<loreto 2PQ 1UQ 1NQ 1QQQ 1U&2 N&P<o%re 1&Q Q&1 Q&1 Q&1 Q&Q1 Q&Q1<romo Q&QP Q&Q7 Q&Q7 Q&Q7 Q&Q1 Q&Q14ureza PQQ 2QQ 2QQ 3QQQ 1N 1&QTenol Q&QQ1 Q&1 Q&1 Q&1 Q&QQ1 Q&QQ1Terro Q&3 Q&2 Q&2 Q&2 Q&Q1 Q&Q1Tluoreto 1&P Q&1 Q&1 Q&1 Q&1 Q&1Mangans Q&1 Q&2 Q&U Q& Q&QU Q&Q1Merc$rio Q&QQ1 Q&QQ1 Q&QQ1 Q&QQ1 Q&QQ1 Q&QQ1=itrato 1Q N&P 13&P 1N& Q&23 Q&27;rata Q&QP Q&Q2 Q&Q2 Q&Q2 Q&QQN Q&QQN

6elnio Q&Q1 Q&QQ1 Q&QQ1 Q&QQ1 Q&QQ3 Q&QQ36,dio 2QQ N 121 UN7 Q&P3 Q&3U6ul!ato UQQ 1UP 1U2 1U1 2 2hinco P&Q Q&U Q&3 Q&1 Q&QP Q&QU<o%alto - Q&2 Q&2 Q&2 Q&QP Q&QPitnio - Q&1 Q&1 Q&1 Q&1 Q&1

Gases de processo

+s gases de #rocesso tam%m !oram analisados& seguindo as normas da A\\A-A;LA-\;<I* ;ode-seo%servar 'ue todos os #armetros tam%m encontram-se dentro da legisla.o am%iental*





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Tabela 11 3 An,lises dos +ases de Processo(lemento #nidade Limite M,5imo Limite de *etecção esultado

Arsnio mg As/l Q&2 Q&Q1 n*d*Brio mg Ba/l P&Q Q&3 n*d*Boro mg B/l P&Q Q&Q27 n*d*<dmio mg <d/l Q&2 Q&QQU n*d

<um%o mg ;%/l Q&P Q&QP n*d*<ianeto mg <=/l Q&2 Q&Q17 n*d*<romo FI mg <r/l Q&1 Q&QQN n*d*<romo otal mg <r/l P&Q Q&Q1 n*d*stano mg 6n/l U&Q 1&Q n*d*Ten,is mg <LP+L/l Q&P Q&Q3 n*d*Terro 6ol$vel mg Te/l 1P&Q Q&Q12 Q&2Tluoreto mg T/l 1Q&Q Q&1 Q&12Mangans6ol$vel

mg Mn/l 1&Q Q&Q12 n*d*

Merc$rio mg Lg/l Q&Q1 Q&QQ1 n*d*="'uel mg =i/l 2&Q Q&Q2 n*d*fleos e gra5as mg/l 1QQ 2 2;rata mg Ag/l Q&Q2 Q&QQN n*d*Res"duos6ediment*

mg/l 1&Q Q&1 n*d*

6elnio mg 6e/l Q&Q2 Q&QQ3 n*d*hinco mg hn/l P&Q Q&QQ1 1&Q

"entro de Tratamento de esíduos Perigosos – ompac B"TP3ompacC

<om a e5#erincia ad'uirida& e consoante com a demanda #or solues #ara os #ro%lemas de #olui.ono meio am%iente #or res"duos #erigosos& a :om#ac decidiu #ro8etar e im#lantar sua #r,#ria #lanta* +<entro de ratamento de Res"duos ;erigosos :om#ac ("TP3) est sendo #ro8etado #ara realizar otratamento trmico de 1P t/dia de res"duos #erigosos& tais comoH m%alagens contaminadas de in$merasatividades industriais Medicamentos !ora de es#eci!ica.o 6olventes contaminados (n.o clorados)

Res"duos oleosos (!%ricas de lu%ri!icantes& re!inarias& etc*) Res"duos de !%ricas de tinta Res"duos degr!icas Areias !en,licas e outros res"duos 'ue se en'uadram nos gru#os A e B (<+=AMA n*W P deQP/Q/N3)*

+ <entro ser constitu"do #or uma unidade de tratamento trmico #or incinera.o em !orno rotativo e umreator #ara o tratamento trmico S #lasma& com%inados& alm do sistema de tratamento de gases e l"'uidosdo #rocesso* ?m sistema com#utadorizado de a'uisi.o e controle de dados #ossi%ilitar manter o ist,ricodo #rocessamento* e o a8uste constante dos #armetros o#eracionais*

+ reator a #lasma trmico #rocessar as cinzas geradas no sistema de incinera.o e os res"duos de alta#ericulosidade e to5idez* +s res"duos s,lidos vitri!icados ser.o inertes e n.o li5iviveis& #odendo ser reutilizados como material de constru.o*

+ <R;-: ser o $nico sistema no Brasil& nos #r,5imos anos& ca#az de o!erecer uma garantia integralde tratamento& inertiza.o e vitri!ica.o dos #rodutos !inais& com total res#eito #elo meio e #elas !uturas

geraes*+ <R;-:om#ac im#lantar ainda um am#lo 6istema de 9erenciamento Am%iental G 69A& calcado naI66+ 1U*QQQ& em #arceria com os clientes& de !orma a o!erecer total controle& monitoramento& su#ervis.o eist,rico de cada o#era.o de tratamento realizada* + 69A incluirH a emiss.o de laudos de anlise& controledas em%alagens utilizadas& dados de estocagem& consumo de matrias-#rimas e insumos& resultados de#rocesso& controle so%re os sistemas de trans#orte e so%re os #armetros am%ientais locais& alm deist,ricos o#eracionais*





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"O'"L#S%O

+ tratamento de res"duos #or #lasma trmico uma solução definitiHa4 capaD de transformar resíduos perigosos em resíduos ltimos inofensiHos ao meio ambiente& 'ue #odem ser inclusive

rea#roveitados em outros #rocessos ou diretamente* ste o enorme atrativo das tecnologias de tratamentoa #lasma trmico a%ordadas neste tra%alo*

+ tra%alo a#resenta o #lasma trmico como uma o#.o am%ientalmente segura #ara tratamento !inaldos res"duos #erigosos& 'ue se originam nos #rocessos de #rodu.o industrial e nos de tratamento deres"duos de maneira geral& inclusive li5o ur%ano e esgoto sanitrio* As razes #ara isto tm %ases nosseguintes !atosH

• A tecnologia de #lasma trmico decom#e totalmente a matria orgnica& reduz a emiss.o total de gasese tam%m !avorece a via%iliza.o de e'ui#amentos m,veis #ara o tratamento trmico de res"duos

• +s sistemas de gera.o do arco de #lasma s.o %astante !le5"veis e #odem ser ada#tados ascaracter"sticas de cada a#lica.o com o#es de arco n.o-trans!erido& trans!erido& com%inaes deeletrodos e es#eci!ica.o de corrente

• + tratamento de res"duos #or #lasma trmico uma solu.o de!initiva e #ermite a o%ten.o de materiaisinertes e #rodutos reciclveis& sendo a#licvel aos mais variveis ti#os de res"duos num mesmo sistema*

• =os #a"ses desenvolvidos o em#rego comercial das tecnologias de #lasma o8e uma realidade& e ocontinuado desenvolvimento tecnol,gico tem aumentado a o!erta de solues %aseadas nesta o#.o

• A gera.o de res"duos #erigosos no Brasil tender a aumentar com o crescimento econômico e industrial&em conse'0ncia& a demanda #or solues #ara os #otenciais #ro%lemas causados ao meio am%iente&suscitar o em#rego das tecnologias de tratamento trmico& uma tendncia 8 veri!icada nos #a"sesdesenvolvidos

• A gera.o de res"duos #erigosos no Brasil diversi!icada e volumosa& demandando #rocessos ca#azesde atender S essa diversidade e volume& com total segurana #ara o meio am%iente* ;or isso o 9ru#o:om#ac o#tou #or criar um o <entro de ratamento de Res"duos ;erigosos :om#ac /<R;-:& 'ue ser o#rimeiro centro de tratamento de res"duos utilizando a tecnologia de #lasma trmico a ser im#lantado no

Brasil*





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(&('"!AS -!-L!O+Q&!"AS

1* :oiciro :into* As melting sstem and reuse o! #roducts % arc #rocessing* \aste Manegement& Fol* 1&=os P/& ##* U23-U3Q& 1NN*lsevier 6cience @td2* A*@* Moss& 4* Le%ec[er& and 9* =* :uznetsov*?se o! a #lasma reactor Vit a tree-8et mi5ing cam%er !or

#rocessing o! li'uid to5ic Vaste materials* Journal o! ngineering& ;sics and ermo#sics& Fol* 7Q* =o* 1&1NN73* <*4* <a#man& J*:* \illiams& 4*M* Iddles& <*;* Leanle* ;lasma ratement o! \aste Materials* etronicsResearc and 4evelo#ment <o** Jan/1NNPU* hagloul& Lan* ;lasma arc cleanu# a%out to catc !ire* =R* =ovem%er 27& 1NNPP* ;oc[lington& 4avid* Recovering metals !rom !lue dust Vit #lasma tecnolog* 6teel ecnolog International&1NN - #g 3P1-3P3* R*Bur[ard& \*Lo!!elner and R*<*scen%ac* Reccling o! metals !rom Vaste Vit termal#lasma*Resources& <onservation and Reccling& 1Q(1NNU)11-1* lsevier 6cience B*F** ;g 11-17* La8ime Jim%o* ;lasma melting and use!ul a##lication o! molten slag* \aste Management& Fol* 1& =os P/&##* U17--Q22& 1NN _ 1NN7 elsevier 6cien5 @a* ;rinted in 9reat Britain** R*=* 6zente& +*\* Bender& R*A* 6croeter& and M*9* 9arcia* reating lectro#lating Residues Vit ermal;lasmas* J+M& Jul 1NN& #g 32

N* Boulos& M*& Taucais ;* ;!ender * ermal #lasma* Fol I - Tundamentals and a##lications* =ZH ;lenum;ress& 1NNP* (I6B=-Q-3Q-UUQ7-3)1Q* 6canArc& tt#H//VVV*scanarc*com

A#TO(S

B1C icardo Augusto do Amaral MeneDes*iretor de *esenHolHimento Tecnol@gico do +rupo ompacngeneiro Metalurgista #ela ;?</Rio de Janeiro& Master e ;*4* #ela ?niversidade de 6tan!ord ?niversit& <ali!ornia& ?? em<incia dos Materiais* s,cio da :om#ac e mem%ro da <omiss.o m#resarial do Meio Am%iente da TIRJA= - Tedera.o dasInd$strias do stado do Rio de Janeiro* ;artici#ou& durante vrios anos& como mem%ro do 9ru#o cnico do ;A4< (;rograma de A#oio ao 4esenvolvimento <ient"!ico e ecnol,gico) do M<* 4urante 'uase 1Q anos ocu#ou a dire.o tcnica e gerncia geral de gru#o

em#resarial no ramo de trans!orma.o de %orracas e #lsticos e outros 1Q anos em gerncia de im#lanta.o de #ro8etos sider$rgicosem grandes em#resas de engenaria* Toi #ro!essor de #,s-gradua.o em <incias dos Materiais e ngenaria na <+;;-?TRJ ees#ecialista #,s-graduado do Instituto de ngenaria =uclear - I=* em intensa #artici#a.o em congressos e seminrios em muitoslocais do mundo e e5tensa lista de #u%licaes tcnicas*

B:C !Han -essa"onsultor de *esenHolHimento Tecnol@gico 3 +rupo ompac F Programa 8ae 3 "'PRNKu"mico Industrial #ela ?TRJ/Rio de Janeiro* atualmente res#onsvel #ela coordena.o dos #rogramas de desenvolvimento da:om#ac ngenaria com %olsa concedida #elo <=;' *Toi consultor& coordenador e engeneiro de desenvolvimento de tecnologias de#rocessos #or 'uase 2Q anos em destacadas instituies e em#resas %rasileiras & entre as 'uais est.o a Tunda.o de ecnologiaIndustrial o Instituto =acional de ecnologia & +5iteno& 9ru#o ?ltra& <o#enor e =atron ngenaria* ;or mais de 1Q anos !oi engeneiro de#rocesso em em#resas do 9ru#o ?ltra e 9ru#o ;ei5oto de <astro* ;ossui diversos cursos de e5tens.o de interesse na sua rea deatua.o e tra%alos #u%licados so%re os #rogramas em 'ue atuou*

B<C Marco Antnio Amaral MeneDes4*iretor Superintendente e S@cio do +rupo ompac

ngeneiro Mecnico #ela ;onti!"cia ?niversidade <at,lica do Rio de Janeiro& #,s-gradua.o em ngeneiro de ;rodu.o s,cio e

diretor das em#resas do 9ru#o :om#ac desde 1N7N& e5erceu o cargo de tcnico res#onsvel e diretor de 1NN S 1NQ na +R\<

Ku"mica e Metalurgia 6/A* 4urante todo estes anos se dedicou ao #lane8amento& #ro8etos& montagens e im#lanta.o de sistema de

coleta& trans#orte& manuseio& redu.o e destrui.o trmica de li5o* Toi engeneiro res#onsvel #or in$meros #ro8etos e construes de

usinas de incinera.o em muitos aero#ortos e os#itais %rasileiros*

+rupo ompacRua 6.o Trancisco avier& 2Rio de Janeiro RJ - 2Q*PPQ-Q13el*H PP*21*P*N1N1 Ta5H PP*21*2U*N2N3Tale conosco& use nosso e-mailH gru#o[om#ac[om#ac*com*%r Fisite nosso \Bsite& conea mais a nosso res#eitoH tt#H//VVV*[om#ac*com*%r

/var/VVV/a##s/conversion/tm#/scratc3/232UNQ*doc


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O Plasma Termico Solucao Final Para Os Residuos Perigosos ABM OUT99 r2

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