Fornecimento de caldeiras destinadas à produção de vapor para as necessidades dos centros de aproveitamento energético de resíduos
Para as necessidades dos centros de conversão de resíduos em energia, a Babcock Wanson está a desenvolver uma solução de produção de água altamente desmineralizada para alimentar turbinas a vapor, através de caldeiras de alta pressão.
Idealmente envolvida desde a fase de preparação para a chamada de projetos, a Babcock Wanson conta com a sua longa experiência no exigente campo de energia e meio ambiente para oferecer a solução mais adequada, atendendo aos requisitos e especificações do cliente final e às normas em vigor.
As turbinas a vapor utilizadas para produzir eletricidade, ou calor, requerem vapor de alta qualidade, o mais seco e puro possível.
Para isso, é necessário abastecer as caldeiras com água ultra pura, livre de todas as impurezas minerais e orgânicas que possam alterar a qualidade do vapor a ser fornecido.
Esta água ultra pura deve atender às especificações do padrão VGB-10 p14/111 e aos fabricantes deste equipamento, em particular com uma condutividade < 0,15 µS/cm, um teor de sílica < 20 ppb e sódio residual < 10 ppb.
A solução oferecida pela Babcock Wanson oferece água altamente desmineralizada com um rendimento total de água próximo a 90%.
Para alcançar este resultado, é necessário o know-how da Babcock Wanson na área de tratamento de água.
A solução: Uma unidade composta por duas etapas de tratamento de desmineralização montadas em série:
Uma primeira etapa de desmineralização primária por osmose reversa (RO) permite a purificação de mais de 99% dos contaminantes da água bruta, e uma segunda etapa de acabamento por eletrodeionização (EDI) permite atingir os requisitos de qualidade da água ultra pura.
Para garantir a confiabilidade da desmineralização, a água da cidade utilizada para abastecer a estação de desmineralização deve ser previamente tratada com diversos equipamentos adaptados às suas características físico-químicas:
Pré-tratamento
Para evitar depósitos de partículas em membranas de osmose reversa, implementa-se:
Pré-filtração de água bruta
Uma estação de pré-filtração numa bolsa de segurança com limite de 50 µm é instalada porque a água da torneira pode conter partículas sólidas.
Filtração em cartucho
A montante da microfiltração, uma estação de filtração em cartuchos, com limiar de filtração de 5 µm, permite reter as partículas de maiores dimensões e assim “aliviar” a estação de microfiltração final ao permitir a substituição da frequência espaçada por 1 µm cartuchos de filtro.
Microfiltração
Para evitar problemas de entupimento da membrana por partículas sólidas (diminuição do índice de incrustação), a unidade de osmose é equipada com uma estação de microfiltração em cartuchos com limite de filtração de 1 µm.
Para evitar depósitos minerais em membranas de osmose reversa, é implementado:
Suavização em Resinas
Uma estação de amaciamento do tipo duplex ou triplex em resina: é composta por um conjunto de dois ou três dispositivos operando alternadamente, dois dispositivos em produção simultânea, o terceiro em regeneração e aguardando troca.
Os amaciadores são regenerados por uma salmoura preparada a partir de pastilhas de sal, armazenadas e diluídas antes de cada regeneração num tanque.
Para evitar o efeito oxidante do cloro nas membranas de osmose reversa, é implementado:
Descloração
A água da torneira a ser tratada contém altos níveis de cloro. Como a presença de oxidante não é compatível com o uso prolongado de membranas de osmose reversa, uma estação regulada de dosagem de produtos redutores de cloro é instalada para evitar o problema.
Para limitar o teor de CO2 (não retido por osmose reversa) e antecipando um acabamento ideal no EDI, é realizada uma correção de pH
Alcalinização
Uma solução diluída de hidróxido de sódio é injetada de forma controlada na sucção das bombas de alta pressão.
Uma vez que a água da cidade tenha sido pré-tratada dessa maneira, ela pode ser direcionada para os dois estágios de desmineralização:
1º estágio de desmineralização: Desmineralização Primária por Osmose Reversa
A estação de desmineralização primária consiste em várias unidades de osmose reversa montadas em paralelo e produzindo água desmineralizada e desgaseificada, com uma condutividade que pode ser inferior a 10µS/cm.
A água bruta pré-tratada é admitida na entrada de uma bomba HP que coloca a água a ser tratada sob pressão para que o fenómeno de osmose reversa possa ser ativado. Após passar pelas membranas, o permeado é coletado na saída dos tubos de pressão e monitorado por um medidor de condutividade.
Parte do concentrado é reciclado na cabeça da unidade de osmose para manter uma velocidade de varredura dentro das membranas, a segunda fração do concentrado é reciclada após tratamento adicional (concentrador, veja abaixo).
Os diferentes fluxos de permeados, concentrados reciclados e rejeitados são ajustáveis e controláveis por transmissores de fluxo. A presença deste equipamento permite ajustar e verificar a taxa de conversão da unidade de osmose.
Cada vez que o dispositivo é parado, é realizado um enxague automático (flushing) para evacuar o concentrado presente nos módulos e, assim, evitar qualquer precipitação de sais no interior das membranas
2ª etapa da desmineralização: Finalização da desmineralização por eletrodeionização
A estação de polimento de água desmineralizada é composta por várias unidades de eletrodeionização. A eletrodeionização é feita através de módulos que implementam resinas de troca iónica com regeneração contínua por eletrólise da água, sem o uso de reagentes químicos.
Várias linhas idênticas, cada uma operando a uma determinada vazão e produzindo água com condutividade inferior a 0,15 µS/cm em geral.
Depois de passar pela unidade EDI, a água é coletada na saída dos módulos e verificada por um medidor de condutividade e um medidor de sílica antes de ser armazenada num tanque.
Finalmente, uma série de concentradores completa o processo de tratamento:
Toda a descarga contínua em que se concentram os sais presentes na água de alimentação é devolvida a um tanque de água bruta, através de tratamento prévio em concentradores. Os concentrados das unidades primárias de osmose e módulos EDI são coletados em tanques intermediários para serem reprocessados em várias unidades de osmose concentradora. O permeado produzido é reciclado na cabeceira da estação e o concentrado constitui a única saída de água de todo o processo de purificação.
Balanço hídrico da estação de tratamento:
A estação de desmineralização primária por osmose inversa (RO) encontra-se a funcionar, com uma taxa de conversão interna (relação entre o caudal de água produzida e o caudal de água de alimentação) na ordem dos 75%.
A estação de eletrodeionização (EDI) permite o “polimento” da água desmineralizada com taxa de conversão interna superior a 90%.
A fim de limitar a descarga global da estação de desmineralização e melhorar o seu desempenho, as descargas ou concentrados das unidades de osmose primária e módulos de eletrodeionização são, portanto, reprocessados em concentradores de osmose, a água assim produzida é reintroduzida no tanque de água bruta, a montante da estação de desmineralização estação de amaciamento/pré-tratamento.
Para atender aos requisitos de consumo e disponibilidade necessários, a redundância aprimorada é garantida com várias linhas de tratamento de água idênticas associadas em paralelo.
Neste tipo de projeto, além da estação de desmineralização, a Babcock Wanson também fornece soluções e equipamentos auxiliares e complementares, como caldeiras de baixa pressão, estações de condicionamento químico para as redes BP e HP, desgaseificadores térmicos de baixa pressão, bem como bem como a dosagem química para a neutralização de descargas líquidas do local.
A estação de produção de água desmineralizada também pode ser utilizada para alimentar caldeiras de baixa pressão de emergência, disponíveis a qualquer momento para garantir o fornecimento de vapor de processo LP a quaisquer usuários industriais externos. A unidade fortalece a sua lucratividade ao operar como fornecedora de vapor de processo para clientes externos.
A solução implementada pela Babcock Wanson permite uma produção de água altamente fiável, com uma taxa de disponibilidade da unidade próxima dos 100%. Facilita a otimização do rendimento de água da estação de tratamento e da estação e limita o uso de reagentes químicos.
No detalhe, conceção e engenharia, produção, testes finais e comissionamento, mas também na formação do pessoal operacional, é toda a panóplia do seu know-how na área do tratamento de águas que a Babcock Wanson consegue implementar para oferecer a solução global mais eficaz adaptada às necessidades do cliente.
Estes projetos são realizados pelo departamento de tratamento de água, apoiado por um escritório de projetos e gerentes de negócios, bem como por uma rede local de técnicos de tratamento de água para o comissionamento.
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