SANDRO CELSO S. DE OLIVEIRA 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

Lei Estadual nº 13.798/2009 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”.

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 56.957 GgCO2 em 1990, para 79.231 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 1.000 toneladas de CO2.

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).

Análise qualitativa e quantitativa da redução das emissões 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

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

APRESENTAÇÂO ESTUDO DE CASO

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

ESTADUAIS: Decreto nº 52.469, 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.

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

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;

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)

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

MÉTODOS DE ANÁLISE UTILIZADOS MÉTODO CETESB 5 MÉTODOS BÁSICOS DA US EPA MÉTODOS ABNT L9.210 - Análise dos gases de combustão através do aparelho de Orsat. - L9.221 - Determinação dos pontos de amostragem. Método 1 - Determinação de locais e pontos transversos de amostragem. NBR 10700 - Planejamento amostragem versos de amostragem; NBR 10701 - Determinação de pontos; L9.222 - Determinação da velocidade e vazão dos gases. Método 2 - Determinação da velocidade e da vazão volumétrica dos gases na chaminé. NBR 11906 - 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 10702 - Massa molecular base seca; L9.224 - Determinação da umidade dos efluentes. Método 4 - Determinação da umidade dos gases na chaminé. NBR 11967 - Determinação da Umidade; L9.225 - Determinação de emissões de material particulado. Método 5 - Determinação das emissões de material particulado de fontes estacionárias. NBR 12019 - Determinação material particulado; NBR 12827 – Determinação de material particulado com filtro dentro da chaminé. L9.228 - Determinação de emissões de dióxido de enxofre (SO2) e de névoas de ácido sulfúrico e trióxido de enxofre (SO3). NBR 12021 - Determinação SO2, SO3 e névoa na chaminé; L9.229 - Determinação de emissões de óxidos de nitrogênio E016.030 – Calibração equipamentos NBR 12020 - Calibração equipamento;

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

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

ANÁLISE ELEMENTAR E ANÁLISE DE AROMÁTICOS Análises elementares dos dois combustíveis COMPOSTOS OC-A1-BPF OC-B1-RARO Cinzas 0,02 ± 0,01 < 0,01 Carbono 89 ± 1 Hidrogênio 10,7 ± 0,3 8,3 ± 0,3 Nitrogênio 0,7 < 0,1 Enxofre Total 0,87 ± 0,01 0,10 Teor de compostos orgânicos BTEX (mg/kg) COMPOSTOS OC-A1-BPF OC-B1-RARO Benzeno (C6H6) 9 ± 1 1120 ± 30 Tolueno (C7H8) 65 ± 2 4050 ± 100 Etilbenzeno (C8H10) 30 ± 3 515 ± 5 (m+p) – Xilenos (C8H10) 140 ± 10 1690 ± 10 o-Xileno (C8H10) 87 ± 7 1170 ± 15 Estireno (C8H8) < 9 760 ± 7 Hidrocarbonetos aromáticos (C9H12) 615 ± 70 4650 ± 25 Hidrocarbonetos aromáticos (C9H10) 9 ± 3 9470 ± 250 Hidrocarbonetos aromáticos (C9H8) 770 ± 20 Hidrocarbonetos aromáticos (C10H14)

Comparação e apresentação de ganhos de Emissão entre os óleos OC-A1-BPF e OC-B1-RARO 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 28.08.07 29.04.08 1º coleta 2º coleta 3º coleta % 382/06 08/90 Conc corr de MP (mg/Nm3) 26,9 53,7 53 17,5 34,2 43,07 44,53 31,59 -29,05 250 --- Taxa de Emissão de MP(g/Gcal) 32,7 61,3 67,2 20,7 23,6 27,81 53,73 24,07 -55,20 350 Conc corr de SO2 (mg/Nm3) 67,7 81,8 75,4 1,6 28,0 3,03 74,96 10,90 -85,45 2700 Conc corr de SO3 (mg/Nm3) 40,4 32 12,1 1,0 0,43 0,93 28,16 0,78 -97,20 Conc corr de SOx (mg/Nm3) 96,1 103 83,3 2,29 3,08 3,64 94,13 3,00 -96,80 Taxa de Emissão de SOx(g/Gcal) 84,6 93,5 95,3 2,713 2,13 2,35 91,13 2,39 -97,36 5000 Conc corr de NOx (mg/Nm3) 715 909 865 52,13 41,28 107,1 863,66 100,32 -88,38 1000 956 962 883 49,58 45,28 76,8 920 904 659 282,3 150,4 98,0 Taxa de Emissão de NOx(Kg/h) 0,94 1,2 1,14 0,066 0,05 0,13 0,08 -92,79 1,27 1,17 0,036 0,03 1,22 0,87 0,193 0,10 0,07 Obs: Valores em base seca e 3% de excesso de oxigênio.

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

RESULTADOS E DISCUSSÃO 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.

CONCLUSÃO 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. óleo OC-A1-BPF óleo OC-B1-RARO MP, NOx e SOx MP - 55,9% SOx - 97,32% NOx– 92,79%

Obrigado!