Sistemas de Controle de Qualidade do Ar Projetados para Seus Combustíveis e Processos
SCR, SNCR, DSI, filtros de mangas, lavadores de gases e trens de controle multipoluente, projetados para o seu combustível, o seu sistema de combustão e os seus requisitos de licenciamento.
TECNOLOGIAS
Sistemas de Controle de Emissões
Da adição de uma única tecnologia a trens completos de controle multipoluente projetados como sistemas integrados.
Os sistemas de redução catalítica seletiva (SCR) e de redução seletiva não catalítica (SNCR) reduzem as emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) injetando um reagente na corrente de gases de combustão. Em um sistema SCR, amônia ou ureia é injetada a montante de um leito de catalisador, onde o NOx reage com o reagente para formar nitrogênio e água a temperaturas que normalmente ficam entre 600 e 750 °F (315 a 400 °C). O SNCR opera sem catalisador, injetando o reagente diretamente na fornalha a temperaturas mais altas (1.600 a 1.900 °F / 870 a 1.040 °C), onde existe a janela de reação térmica. A seleção do sistema depende das metas de redução de NOx, dos constituintes das cinzas, das janelas de temperatura disponíveis e das restrições de espaço.
Escopo de fornecimento
- Dimensionamento do reator SCR e seleção do catalisador
- Arranjo da grade de injeção de SNCR e localização dos bicos
- Armazenamento e manuseio do reagente de amônia ou ureia
- Projeto da grade de injeção de amônia (AIG)
- Integração com o DCS e controle da vazão de reagente
- Mapeamento de temperatura e otimização da zona de injeção
- Gestão da vida útil do catalisador e planejamento de sua substituição
- Sistema vaporizador de amônia (elétrico ou por calor residual)
- Decompositor térmico de ureia a amônia disponível
- Limpeza em linha (on-line) do SCR para gases de combustão carregados de cinzas
Os lavadores de gases removem gases ácidos e material particulado por meio do contato direto entre os gases de combustão e um reagente líquido, geralmente uma solução alcalina à base de água. Em um lavador de torre recheada, o gás flui para cima através de um meio de recheio estruturado ou aleatório, enquanto o reagente flui para baixo, fornecendo uma grande área de superfície para a transferência de massa. Os lavadores venturi aceleram o gás através de uma seção de garganta convergente onde o líquido é atomizado, capturando as partículas finas por impactação inercial. Ambas as configurações produzem um gás de exaustão saturado e uma corrente de resíduos líquidos que deve ser gerenciada como parte do projeto global do sistema.
Escopo de fornecimento
- Projeto de lavadores de torre recheada e venturi, com chaminé e plataforma de testes integradas
- Sistemas de preparação e alimentação de reagente
- Sistema de eliminação de névoa
- Sistema de bomba e tubulação de recirculação
- Integração do manuseio e tratamento de águas residuais
- Seleção de materiais resistentes à corrosão
- Modelagem do desempenho de remoção de material particulado e gases ácidos
- Sistema de separação de cinzas/água
- Projeto de estrutura de aço conforme os requisitos locais (vento, sismo, neve, condições do solo, etc.)
A injeção de sorvente seco (DSI) injeta pneumaticamente reagentes em pó, como trona, bicarbonato de sódio ou cal hidratada, no duto de gases de combustão, onde reagem com os gases ácidos e os neutralizam, incluindo o dióxido de enxofre (SO2), o trióxido de enxofre (SO3) e o cloreto de hidrogênio (HCl). O sorvente reagido e os poluentes capturados são removidos junto com as cinzas volantes no coletor de partículas a jusante, o que torna a DSI muito adequada para plantas de biomassa e de recuperação energética de resíduos que queimam combustíveis com alto teor de enxofre ou cloro. A DSI opera em uma ampla janela de temperatura: os sorventes à base de sódio (trona, bicarbonato de sódio) ativam-se termicamente e são eficazes aproximadamente entre 300 e 600 °F (150 a 315 °C), enquanto a cal hidratada à base de cálcio se estende das temperaturas do duto até a injeção de sorvente na fornalha acima de 1.500 °F (815 °C). O desempenho de remoção depende da seleção do sorvente, da temperatura de injeção e da razão molar sorvente-gás ácido, permitindo aos operadores atender a limites de emissões rigorosos sem o custo de capital de um lavador úmido ou de secagem por atomização.
Escopo de fornecimento
- Determinação de referência dos componentes e das concentrações de gases ácidos
- Tempo de retenção do sorvente conforme o arranjo do sistema
- Seleção do sorvente (à base de Na ou de Ca) e métodos de entrega disponíveis
- Sistemas de recebimento e armazenamento a granel do sorvente (com moagem se necessário)
- Sistema de coleta de pó do silo
- Sistema de dosagem/medição de precisão
- Sistema de transporte pneumático com resfriamento/desumidificação na descarga
- Lanças/bicos de injeção de sorvente, integrados aos dutos existentes
A injeção de carvão ativado (ACI) injeta pneumaticamente carvão ativado em pó na corrente de gases de combustão, antes de um dispositivo de controle de partículas (filtro de tecido ou ESP), onde adsorve mercúrio, dioxinas e furanos. Os poluentes ligados ao carvão são capturados com as cinzas volantes no coletor a jusante, o que torna a ACI muito adequada para plantas de biomassa e de recuperação energética de resíduos que queimam combustíveis com alto teor de mercúrio, cloro e compostos orgânicos traço. A ACI é um processo de cauda, já que a adsorção de mercúrio é exotérmica e a eficiência de captura melhora à medida que os gases de combustão resfriam, por isso a injeção é posicionada onde as temperaturas do duto caem abaixo de aproximadamente 300 a 350 °F (150 a 175 °C). O desempenho de captura depende da seleção do sorvente e da taxa de dosagem; os carvões halogenados (bromados) melhoram a remoção de mercúrio e ajudam os operadores a atender a limites de emissões rigorosos sem grandes modificações na ilha de caldeira.
Escopo de fornecimento
- Determinação de referência dos componentes a serem tratados (Hg, dioxinas, furanos)
- Tempo de retenção do carvão ativado conforme o arranjo do sistema
- Seleção/especificação do carvão ativado (p. ex., halogenado) e métodos de entrega disponíveis
- Sistemas de recebimento e armazenamento a granel do carvão ativado (com moagem se necessário)
- Modelagem da redução de mercúrio, dioxinas, furanos, chumbo, arsênio e cádmio: estequiometria e requisitos de projeto mecânico
- Sistema de coleta de pó do silo
- Sistema de dosagem/medição de precisão
- Sistema de transporte pneumático
- Lanças/bicos de injeção de carvão ativado, integrados aos dutos existentes
Os filtros de mangas capturam o material particulado fazendo os gases de combustão passarem por um conjunto de mangas de tecido filtrante. À medida que o gás carregado de pó entra no filtro de mangas, as partículas se acumulam na superfície da manga enquanto o gás limpo a atravessa. A torta de pó acumulada é removida periodicamente por rajadas de ar comprimido pulse-jet ou por fluxo de ar reverso, deixando cair o material coletado em uma tremonha para descarte. O tecido da manga, a relação ar-tecido e a frequência de limpeza são selecionados conforme a temperatura do gás, a distribuição de tamanho de partícula e o limite de emissão de partículas exigido. Os filtros de mangas pulse-jet são a configuração mais utilizada para o controle de partículas industrial.
Escopo de fornecimento
- Filtro de mangas pulse-jet e de ar reverso com baixa relação ar-tecido
- Seleção do material do tecido e da gaiola para temperatura, química e resistência à abrasão
- Análise da relação de aspecto do filtro de mangas, do comprimento da manga, da velocidade e da perda de carga
- Projeto da carcaça considerando as pressões estáticas positivas e negativas máximas e sua taxa de variação
- Geometria da tremonha e sistemas de transporte de cinzas volantes
- Determinação da filosofia de limpeza de mangas (on-line ou off-line, pulse-jet ou fluxo de ar reverso)
- Projeto de estrutura de aço conforme os requisitos locais (vento, sismo, neve, condições do solo, etc.)
- Projetos modulares ou painelizados
Um trem de controle multipoluente combina várias tecnologias de controle de poluição do ar em série para tratar o material particulado, NOx, CO, SOx, H2SO4, HCl, metais pesados, dioxinas/furanos e outros poluentes dentro de um único sistema integrado. A sequência e o espaçamento dos equipamentos, o roteamento dos dutos entre componentes e a perda de carga global do sistema determinam tanto o custo de capital quanto o desempenho operacional de longo prazo. Cada tecnologia do trem é projetada considerando as interações a montante e a jusante, incluindo as mudanças de temperatura do gás, o arraste de reagente e os efeitos da carga de partículas sobre os coletores a jusante.
Escopo de fornecimento
- Projeto de processo para maximizar a redução de emissões e a eficiência térmica do sistema
- Para obra nova ou retrofit de sistemas existentes
- Cálculos de referência de troca térmica e perda de carga do sistema de fogo direto existente
- Revisão e recomendações sobre o dimensionamento do ventilador de tiro induzido (ID)
- Revisão com recomendações do sistema de manuseio de cinzas existente (para maiores volumes de cinzas volantes)
- Gestão do perfil de temperatura do gás por meio do controle de by-pass do equipamento de recuperação de calor
- Sistema de automação integrado para o trem, com treinamento de operadores
- Projeto de estrutura de aço conforme os requisitos locais (vento, sismo, neve, condições do solo, etc.)
- Análises de expansão térmica e de tensões entre equipamentos novos e existentes: minimizar cargas e tensões
Os sistemas de redução catalítica seletiva (SCR) e de redução seletiva não catalítica (SNCR) reduzem as emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) injetando um reagente na corrente de gases de combustão. Em um sistema SCR, amônia ou ureia é injetada a montante de um leito de catalisador, onde o NOx reage com o reagente para formar nitrogênio e água a temperaturas que normalmente ficam entre 600 e 750 °F (315 a 400 °C). O SNCR opera sem catalisador, injetando o reagente diretamente na fornalha a temperaturas mais altas (1.600 a 1.900 °F / 870 a 1.040 °C), onde existe a janela de reação térmica. A seleção do sistema depende das metas de redução de NOx, dos constituintes das cinzas, das janelas de temperatura disponíveis e das restrições de espaço.
Escopo de fornecimento
- Dimensionamento do reator SCR e seleção do catalisador
- Arranjo da grade de injeção de SNCR e localização dos bicos
- Armazenamento e manuseio do reagente de amônia ou ureia
- Projeto da grade de injeção de amônia (AIG)
- Integração com o DCS e controle da vazão de reagente
- Mapeamento de temperatura e otimização da zona de injeção
- Gestão da vida útil do catalisador e planejamento de sua substituição
- Sistema vaporizador de amônia (elétrico ou por calor residual)
- Decompositor térmico de ureia a amônia disponível
- Limpeza em linha (on-line) do SCR para gases de combustão carregados de cinzas
Os lavadores de gases removem gases ácidos e material particulado por meio do contato direto entre os gases de combustão e um reagente líquido, geralmente uma solução alcalina à base de água. Em um lavador de torre recheada, o gás flui para cima através de um meio de recheio estruturado ou aleatório, enquanto o reagente flui para baixo, fornecendo uma grande área de superfície para a transferência de massa. Os lavadores venturi aceleram o gás através de uma seção de garganta convergente onde o líquido é atomizado, capturando as partículas finas por impactação inercial. Ambas as configurações produzem um gás de exaustão saturado e uma corrente de resíduos líquidos que deve ser gerenciada como parte do projeto global do sistema.
Escopo de fornecimento
- Projeto de lavadores de torre recheada e venturi, com chaminé e plataforma de testes integradas
- Sistemas de preparação e alimentação de reagente
- Sistema de eliminação de névoa
- Sistema de bomba e tubulação de recirculação
- Integração do manuseio e tratamento de águas residuais
- Seleção de materiais resistentes à corrosão
- Modelagem do desempenho de remoção de material particulado e gases ácidos
- Sistema de separação de cinzas/água
- Projeto de estrutura de aço conforme os requisitos locais (vento, sismo, neve, condições do solo, etc.)
A injeção de sorvente seco (DSI) injeta pneumaticamente reagentes em pó, como trona, bicarbonato de sódio ou cal hidratada, no duto de gases de combustão, onde reagem com os gases ácidos e os neutralizam, incluindo o dióxido de enxofre (SO2), o trióxido de enxofre (SO3) e o cloreto de hidrogênio (HCl). O sorvente reagido e os poluentes capturados são removidos junto com as cinzas volantes no coletor de partículas a jusante, o que torna a DSI muito adequada para plantas de biomassa e de recuperação energética de resíduos que queimam combustíveis com alto teor de enxofre ou cloro. A DSI opera em uma ampla janela de temperatura: os sorventes à base de sódio (trona, bicarbonato de sódio) ativam-se termicamente e são eficazes aproximadamente entre 300 e 600 °F (150 a 315 °C), enquanto a cal hidratada à base de cálcio se estende das temperaturas do duto até a injeção de sorvente na fornalha acima de 1.500 °F (815 °C). O desempenho de remoção depende da seleção do sorvente, da temperatura de injeção e da razão molar sorvente-gás ácido, permitindo aos operadores atender a limites de emissões rigorosos sem o custo de capital de um lavador úmido ou de secagem por atomização.
Escopo de fornecimento
- Determinação de referência dos componentes e das concentrações de gases ácidos
- Tempo de retenção do sorvente conforme o arranjo do sistema
- Seleção do sorvente (à base de Na ou de Ca) e métodos de entrega disponíveis
- Sistemas de recebimento e armazenamento a granel do sorvente (com moagem se necessário)
- Sistema de coleta de pó do silo
- Sistema de dosagem/medição de precisão
- Sistema de transporte pneumático com resfriamento/desumidificação na descarga
- Lanças/bicos de injeção de sorvente, integrados aos dutos existentes
A injeção de carvão ativado (ACI) injeta pneumaticamente carvão ativado em pó na corrente de gases de combustão, antes de um dispositivo de controle de partículas (filtro de tecido ou ESP), onde adsorve mercúrio, dioxinas e furanos. Os poluentes ligados ao carvão são capturados com as cinzas volantes no coletor a jusante, o que torna a ACI muito adequada para plantas de biomassa e de recuperação energética de resíduos que queimam combustíveis com alto teor de mercúrio, cloro e compostos orgânicos traço. A ACI é um processo de cauda, já que a adsorção de mercúrio é exotérmica e a eficiência de captura melhora à medida que os gases de combustão resfriam, por isso a injeção é posicionada onde as temperaturas do duto caem abaixo de aproximadamente 300 a 350 °F (150 a 175 °C). O desempenho de captura depende da seleção do sorvente e da taxa de dosagem; os carvões halogenados (bromados) melhoram a remoção de mercúrio e ajudam os operadores a atender a limites de emissões rigorosos sem grandes modificações na ilha de caldeira.
Escopo de fornecimento
- Determinação de referência dos componentes a serem tratados (Hg, dioxinas, furanos)
- Tempo de retenção do carvão ativado conforme o arranjo do sistema
- Seleção/especificação do carvão ativado (p. ex., halogenado) e métodos de entrega disponíveis
- Sistemas de recebimento e armazenamento a granel do carvão ativado (com moagem se necessário)
- Modelagem da redução de mercúrio, dioxinas, furanos, chumbo, arsênio e cádmio: estequiometria e requisitos de projeto mecânico
- Sistema de coleta de pó do silo
- Sistema de dosagem/medição de precisão
- Sistema de transporte pneumático
- Lanças/bicos de injeção de carvão ativado, integrados aos dutos existentes
Os filtros de mangas capturam o material particulado fazendo os gases de combustão passarem por um conjunto de mangas de tecido filtrante. À medida que o gás carregado de pó entra no filtro de mangas, as partículas se acumulam na superfície da manga enquanto o gás limpo a atravessa. A torta de pó acumulada é removida periodicamente por rajadas de ar comprimido pulse-jet ou por fluxo de ar reverso, deixando cair o material coletado em uma tremonha para descarte. O tecido da manga, a relação ar-tecido e a frequência de limpeza são selecionados conforme a temperatura do gás, a distribuição de tamanho de partícula e o limite de emissão de partículas exigido. Os filtros de mangas pulse-jet são a configuração mais utilizada para o controle de partículas industrial.
Escopo de fornecimento
- Filtro de mangas pulse-jet e de ar reverso com baixa relação ar-tecido
- Seleção do material do tecido e da gaiola para temperatura, química e resistência à abrasão
- Análise da relação de aspecto do filtro de mangas, do comprimento da manga, da velocidade e da perda de carga
- Projeto da carcaça considerando as pressões estáticas positivas e negativas máximas e sua taxa de variação
- Geometria da tremonha e sistemas de transporte de cinzas volantes
- Determinação da filosofia de limpeza de mangas (on-line ou off-line, pulse-jet ou fluxo de ar reverso)
- Projeto de estrutura de aço conforme os requisitos locais (vento, sismo, neve, condições do solo, etc.)
- Projetos modulares ou painelizados
Um trem de controle multipoluente combina várias tecnologias de controle de poluição do ar em série para tratar o material particulado, NOx, CO, SOx, H2SO4, HCl, metais pesados, dioxinas/furanos e outros poluentes dentro de um único sistema integrado. A sequência e o espaçamento dos equipamentos, o roteamento dos dutos entre componentes e a perda de carga global do sistema determinam tanto o custo de capital quanto o desempenho operacional de longo prazo. Cada tecnologia do trem é projetada considerando as interações a montante e a jusante, incluindo as mudanças de temperatura do gás, o arraste de reagente e os efeitos da carga de partículas sobre os coletores a jusante.
Escopo de fornecimento
- Projeto de processo para maximizar a redução de emissões e a eficiência térmica do sistema
- Para obra nova ou retrofit de sistemas existentes
- Cálculos de referência de troca térmica e perda de carga do sistema de fogo direto existente
- Revisão e recomendações sobre o dimensionamento do ventilador de tiro induzido (ID)
- Revisão com recomendações do sistema de manuseio de cinzas existente (para maiores volumes de cinzas volantes)
- Gestão do perfil de temperatura do gás por meio do controle de by-pass do equipamento de recuperação de calor
- Sistema de automação integrado para o trem, com treinamento de operadores
- Projeto de estrutura de aço conforme os requisitos locais (vento, sismo, neve, condições do solo, etc.)
- Análises de expansão térmica e de tensões entre equipamentos novos e existentes: minimizar cargas e tensões
EXEMPLOS DE PROJETOS
Engenharia de controle de emissões
exemplos de projetos
Caldeiras de Potência
Caldeira BFB para biomassa de alta umidade — América do Sul
Projeto completo de caldeira BFB para uma usina de biomassa na América do Sul, com manuseio de combustíveis de alta umidade e engenharia de combustão e transferência de calor sob medida.
Controle de emissões
Engenharia de SNCR para três caldeiras de biomassa
Engenharia de SNCR e ajustes em campo para três caldeiras de biomassa, com fornecimento de equipamentos, controle de NOx e menor consumo de água de diluição.
O DIFERENCIAL CPE
Engenheiros que entendem
a combustão e a troca térmica a montante
A CPE projeta sistemas de controle de poluição do ar desde a fundação da empresa, ao lado de caldeiras e sistemas de combustão. Isso significa que os equipamentos de controle de poluição do ar (APC) são dimensionados a partir da modelagem real de combustão e da análise do combustível, e não apenas de uma folha de dados de gases de combustão.
Profundidade de projeto nas tecnologias de APC
Os engenheiros da CPE desenvolveram tecnologias para filtros de mangas, SCR, SNCR, DSI, ACI e sistemas de lavadores de gases com base na experiência como OEM de caldeiras. Essa compreensão em nível de projeto se reflete em cada trabalho, seja um sistema novo, um retrofit ou uma avaliação de fornecedores.
Entrega multidisciplinar
Processo, mecânica, estrutura, elétrica e controles sob um mesmo teto. Sem lacunas de coordenação entre empresas, do projetista da tecnologia de controle de emissões ao engenheiro de fundações.
Do escaneamento ao projeto em retrofits
O escaneamento a laser interno captura as condições existentes da instalação para que os novos equipamentos de APC possam ser projetados para caber em espaços apertados em torno de operações ativas.
Da fabricação à partida
Das especificações de equipamentos e da inspeção em fábrica à observação da instalação e aos testes de emissões, a CPE permanece envolvida além do conjunto de desenhos.
Tem uma dúvida sobre uma aplicação
de controle de emissões?
Conte-nos sobre o seu desafio de conformidade ou o seu projeto de APC e informaremos como a CPE pode ajudar.
NOSSOS SERVIÇOS
Profundidade de Engenharia em Todo o Ciclo de Vida do Projeto
Da avaliação inicial até entregas prontas para construção: caldeiras, sistemas de combustão, vapor e condensado, controle de emissões e infraestrutura de energia.
