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Avaliação da redução de emissões atmosféricas com a utilização do óleo OC-B1-RARO em substituição ao óleo OC-A1-BPF como combustível em uma caldeira. SANDRO.

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1 Avaliação da redução de emissões atmosféricas com a utilização do óleo OC-B1-RARO em substituição ao óleo OC-A1-BPF como combustível em uma caldeira. SANDRO CELSO S. DE OLIVEIRA Eng. Ambiental

2 Lei Estadual nº /2009 Política Estadual de Mudanças Climáticas de São Paulo-PEMC Tem por objetivo geral estabelecer o compromisso do Estado frente aos desafios das mudanças climáticas globais As emissões de GEE e o PIB do Estado de São Paulo e do Brasil, concluindo que a economia do Estado de São Paulo: 33% do PIB nacional, emite 6,5% das emissões totais do país. Em outras palavras, para cada mil reais produzidos no país: - 0,72 tco2eq., Estado de São Paulo, a mesma produção corresponde a 0,14 tco2eq., o que equivale a 20% do indicador nacional.

3 As emissões e remoções de CO2 se dividem nos seguintes Setores: Energia; Processos Industriais; Agropecuária; Uso da Terra, Mudança do Uso da Terra e Florestas – UTMUTF; Resíduos. No Estado de São Paulo, a maior parcela da estimativa das emissões líquidas de CO2 é proveniente do setor energético, que representou 84,7% das emissões de GEE em 2005, seguido pela Indústria, com 13,7% das emissões. O Setor Agropecuário contribuiu com 1,6%. Especificamente com relação ao Setor Energético, as emissões totais de CO2 provenientes da queima de combustíveis fósseis evoluíram de GgCO2 em 1990, para GgCO2 em 2008, o que representa um crescimento de 39%, ou seja, um crescimento médio anual de 1,85%. No ano de 2008, dentre as emissões do Setor Energético, os combustíveis derivados de petróleo foram responsáveis por 78% das emissões de CO2, seguidos pelo carvão mineral e derivados (14%) e pelo gás natural (8%). IPCC para os inventários é o GgCO2 (Giga grama de CO2), sendo que 1GgCO2 equivale a toneladas de CO2.

4 PROBLEMÁTICA GLOBAL O mundo vem presenciando um acúmulo de gases poluentes responsáveis pelos impactos diretos à saúde pública, considerados padrões universais de qualidade do ar: Fonte: AMBIENTE BRASIL (2009) e CETESB (2009).

5 OBJETIVOS Analisar a viabilidade da substituição dois óleos, utilizados como combustíveis, em uma caldeira de linha de decapagem contínua pertencente à uma empresa siderúrgica. Análise qualitativa e quantitativa da redução das emissões Apresentar vantagens operacionais óleo OC-1A-BPF óleo OC-B1-RARO

6 CARACTERÌSTICAS DO EQUIPAMENTOS - Gerador de vapor de baixa dimensão - Características do Lavador de Gases

7 APRESENTAÇÂO ESTUDO DE CASO

8 LEVANTAMENTO DE LEGISLAÇÕES APLICÁVEIS FEDERAIS : Definem Limites Máximos de Emissões para fontes de combustão CONAMA 008, 06 de Dezembro de 1990 Fontes fixas com potência nominal total ou inferior a 70 MW, que utilizam óleo como combustível e estejam em áreas de Classe II e III, ou seja, áreas não atmosfericamente preservadas e conservadas (APAs, lazer, turismo, estâncias climáticas, hidrominerais e hidrotermais) CONAMA 382, 26 de Dezembro de 2006 Processos de geração de calor a partir da combustão externa de óleo combustível, para fontes fixas com potência nominal entre 10 e 70MW Valores em gramas por milhão de quilocalorias Valores em mg/Nm³, base seca e 3% de excesso de oxigênio

9 ESTADUAIS: Decreto nº , de 12 de Dezembro de 2007 No Art. 20 define que o território do Estado de São Paulo fica dividido em Regiões, denominadas Regiões de Controle de Qualidade do Ar – RCQA. No Art. 23, determina o grau de saturação da qualidade do ar de uma sub-região quanto a um poluente específico, cotejando-se as concentrações verificadas nos últimos 3 (três) anos. Grau de saturação dos parâmetros no município de Guarulhos Valores expressos na unidade de concentração mg/Nm3, em base seca e 3% de excesso de oxigênio.

10 ÓLEOS ESTUDADOS Os óleos utilizados no estudo, ambos são provenientes do processo de refino, sendo estes: OC - A1 - BPF OC - B1 - RARO Óleo Combustível Alto teor de enxofre até 2,5 % (ANP) Baixo Ponto de Fluidez Óleo Combustível Baixo teor de enxofre até 1,0 % (ANP) Resíduo AROmático

11 O OC - A1 - BPF é proveniente dos processos de 1º geração da cadeia da indústria do petróleo, as refinarias; O OC - B1 - RARO é proveniente dos processos de 2º geração da cadeia da indústria petroquímicas;

12 COMPOSIÇÃO DOS ÓLEOS COMBUSTÍVEIS O Petróleo cru é uma mistura de hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, que apresenta composição variável e dependente de fatores geológicos, como localização da jazida, idade, profundidade, etc. É composto basicamente por: Carbono Hidrogênio Enxofre; Nitrogênio Oxigênio; Metais Pesados (Ni, V, Cu, Fe,Na)

13 MÉTODOS E ANÀLISES Análise Elementar Análises das Emissões Atmosféricas Teor de compostos orgânicos BTEX (mg/kg).

14 MÉTODOS DE ANÁLISE UTILIZADOS M É TODO CETESB 5 MÉTODOS BÁSICOS DA US EPA M É TODOS ABNT L An á lise dos gases de combustão atrav é s do aparelho de Orsat. -- L Determinação dos pontos de amostragem. Método 1 - Determinação de locais e pontos transversos de amostragem. NBR Planejamento amostragem versos de amostragem; NBR Determinação de pontos; L Determinação da velocidade e vazão dos gases. Método 2 - Determinação da velocidade e da vazão volumétrica dos gases na chaminé. NBR Velocidade e vazão; L9.223 – Det. da massa molecular seca e excesso de ar no fluxo Gasoso. Método 3 - Determinação do ar em excesso e peso molecular na base seca. NBR Massa molecular base seca; L Determinação da umidade dos efluentes. Método 4 - Determinação da umidade dos gases na chaminé. NBR Determinação da Umidade; L Determinação de emissões de material particulado. M é todo 5 - Determina ç ão das emissões de material particulado de fontes estacion á rias. NBR Determinação material particulado; NBR – Determinação de material particulado com filtro dentro da chaminé. L Determinação de emissões de dióxido de enxofre (SO 2 ) e de névoas de ácido sulfúrico e trióxido de enxofre (SO 3 ). - NBR Determinação SO 2, SO 3 e névoa na chaminé; L Determinação de emissões de óxidos de nitrogênio -- E – Calibração equipamentos - NBR Calibração equipamento;

15 EQUIPAMENTO DE AMOSTRAGEM Trem de amostragem Isocinética Imagem do Aparelho Orsat Sonda de coleta

16 EQUIPAMENTO DE AMOSTRAGEM Amostra para coleta de MP Limpeza da sonda e do trem de amostragem Filtro em caixa aquecida Filtro com sílica-gel

17 ANÁLISE ELEMENTAR E ANÁLISE DE AROMÁTICOS COMPOSTOSOC-A1-BPFOC-B1-RARO Cinzas0,02 ± 0,01< 0,01 Carbono89 ± 1 Hidrogênio10,7 ± 0,38,3 ± 0,3 Nitrogênio0,7< 0,1 Enxofre Total0,87 ± 0,010,10 COMPOSTOSOC-A1-BPFOC-B1-RARO Benzeno (C 6 H 6 )9 ± ± 30 Tolueno (C 7 H 8 )65 ± ± 100 Etilbenzeno (C 8 H 10 )30 ± 3515 ± 5 (m+p) – Xilenos (C 8 H 10 )140 ± ± 10 o-Xileno (C 8 H 10 )87 ± ± 15 Estireno (C 8 H 8 )< 9760 ± 7 Hidrocarbonetos aromáticos (C 9 H 12 )615 ± ± 25 Hidrocarbonetos aromáticos (C 9 H 10 )9 ± ± 250 Hidrocarbonetos aromáticos (C 9 H 8 )< 9770 ± 20 Hidrocarbonetos aromáticos (C 10 H 14 )< 9 Análises elementares dos dois combustíveis Teor de compostos orgânicos BTEX (mg/kg)

18 Data das coletas Campanha 2007 OC-A1-BPF Campanha 2008 OC-B1 - RARO Média OC-A1- BPF Média OC-B1- RARO variação Média BPF x RARO RES. CONAMA º coleta 2º coleta 3º coleta 1º coleta 2º coleta 3º coleta %382/0608/90 Conc corr de MP (mg/Nm 3 ) 26,953,75317,534,243,0744,5331,59-29, Taxa de Emissão de MP(g/Gcal) 32,761,367,220,723,627,8153,7324,07-55, Conc corr de SO 2 (mg/Nm 3 ) 67,781,875,41,628,03,0374,9610,90-85, Conc corr de SO 3 (mg/Nm 3 ) 40,43212,11,00,430,9328,160,78-97,20--- Conc corr de SOx (mg/Nm 3 ) 96,110383,32,293,083,6494,133,00-96,80--- Taxa de Emissão de SOx(g/Gcal) 84,693,595,32,7132,132,3591,132,39-97, Conc corr de NOx (mg/Nm3) ,1341,28107,1 863,66100,32-88, ,5845,2876, ,3150,498,0 Taxa de Emissão de NOx(Kg/h) 0,941,21,140,0660,050,13 1,140,08-92, ,27 1,170,0360,030,05 1,221,20,870,1930,100,07 Obs: Valores em base seca e 3% de excesso de oxigênio. Comparação e apresentação de ganhos de Emissão entre os óleos OC-A1-BPF e OC-B1-RARO

19 RESULTADOS E DISCUSSÃO Redução de Material Particulado Redução de Oxido de Enxofre

20 Redução de Oxido de Nitrogênio Durante a combustão há possibilidade de formação de HPAs (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos) associados ao material orgânico particulado, que de acordo com LORA (2002) tem efeito cancerígenos comprovado em animais, sendo necessário o seu monitoramento. RESULTADOS E DISCUSSÃO

21 óleo OC-A1-BPF óleo OC-B1-RARO MP, NOx e SOx MP - 55,9% SOx - 97,32% NOx– 92,79% ENVOLVEM A REDUÇÃO: Paradas para limpeza; Obstruções de linhas (consumo de óleo Diesel); Válvulas e bicos de queimadores; Redução efetiva no consumo de combustível por volta de 19%; Redução do consumo de energia (aquecimento da linha). É necessário realizar análises de HPAs (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos), durante a queima do óleo OC-B1-RARO para verificar se existe a formação destes compostos. Ainda, deve-se atentar aos VOCs como fontes fugitivas que são considerados cancerígenos genotóxicos. CONCLUSÃO

22 Obrigado!


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