Aula.incineração

Tratamento Trmico de Resduos

Definies: Conforme Novo Dicionrio Aurlio: Incinerar o ato ou efeito de queimar at reduzir cinzas Resoluo CONAMA 316/02: Tratamento Trmico: para os fins desta regulamentao todo e qualquer processo cuja operao seja realizada acima da temperatura mnima de oitocentos graus Celsius. NBR ABNT 11.175/90: o incinerador qualquer dispositivo, aparato, equipamento ou estrutura utilizada para a oxidao alta temperatura que destri ou reduz o volume ou recupera materiais ou substncias No mbito do gerenciamento de resduos slidos, a incinerao considerada um tratamento trmico efetuado em resduos, onde ocorre reduo mssica (75%) e volumtrica (90%), podendo ser utilizada para gerao de energia Tecnicamente, a incinerao tambm pode ser definida como a destruio trmica de orgnicos atravs da combusto, ou seja, a oxidao altas temperaturas A incinerao ou tratamento trmico tambm um processo de reciclagem da energia liberada na queima dos materiais, visando a produo de energia eltrica e vapor.


Algumas Tecnologias de tratamento trmico

Incinerao:

Grelhas Fixas ou Mveis (mass burn)

Forno Rotativo (rotary kiln)

Leito Fluidizado

Gaseificao:

Pirlise + Gaseificao (INCOL)

Gaseificao Convencional

Plasma Trmico ou Frio


Legislao sobre incinerao:

Resoluo n 316/2002 do CONAMA: regulamenta o processo da incinerao e seus limites de

emisso. Permite incinerar Resduos Urbanos, Hospitalares, Industriais e Cadveres.

Norma da ABNT NBR 11.175/90 Incinerao de resduos slidos perigosos Padres de desempenho.

Resoluo SMA/SP 079/10 Licenciamento e padres de emisso dos empreendimentos em

Unidades de Recuperao de Energia - URE


um equipamento projetado para purificar uma nuvem de gases antes que esta seja liberada no meio ambiente. Neste equipamento, os poluentes so removidos, permitindo a ventilao de compostos inofensivos, enquanto os perigosos so retidos e eliminados de forma adequada.

Lavadores de Gases Tratamento Trmico de Resduos

Monitoramento Contnuo Tratamento Trmico de Resduos

Existem, 75 dioxinas cloradas, e 135 molculas de furanos que se diferenciam das dioxinas por possurem um oxignio a menos. Dos 210 tipos de dioxinas e furanos (PCDD/F) existentes, apenas 17 so importantes em nveis de toxicidade.

Estimativas de aporte em (g TEQ/ano) em fontes na Alemanha

Incinerao de resduo slido urbano 5

Incinerao de resduos especiais 14

Incinerao de resduos de servios da sade 5

Recuperao de metais 400

Produo de ao e fundio de metais no-ferrosos 39

Queimas caseiras 4 a 20

Queima de combustvel (Gasolina, Diesel) 1

Adubagem com lodo de ETE 30 Compostagem 32 a 163

Fonte: Artigo publicado na revista Saneamento Ambiental de Setembro de 2003


Dioxinas e Furanos

O mais txico o composto denominado tetraclorodibenzo-p-dioxina (TCDD). Estudos desenvolvidos pela USEPA United State Environment Protection Agency estimam que as 210 unidades de tratamento trmico de resduos existentes nos EUA contribuem com menos de 1% do total de TCDD que emitido anualmente, algo igual a queima de lenha em residncias nos EUA.

Fonte Revista Limpeza Pblica n 76


Dioxinas e Furanos

Controle de Gases e Vapores

Incinerao e Ps-Queima

Incinerao utilizada quando o volume de resduo grande, mas a concentrao de poluentes pequena.

Aspectos que favorecem a incinerao:

Odor do poluente desaparece

Aerosois orgnicos (indstria alimentcia caf, cereais ) so destruidos eficientemente

Vapores e gases orgnicos provocadores de smog so destrudos

Resduos (gases e vapores) altamente combustveis podem ser eficientemente controlados



Incinerao e Ps Queima desvantagens:

Altos custos de investimento e operao

Sistema de dutos de admisso e exausto

Possibilidade de introduo de outros poluentes (N, S) Ps tratamento necessrio (catalisadores, lavadores)



Tipos de Incinerao e Ps Queima:

Direta na chama

Trmica

Cataltica


Incinerao Direta

preciso conhecer os limites de flamabilidade do poluente. Ao mesmo tempo a chama precisa se sustentar e no explodir.

Limite superior (UEL) e inferior (LEL) de flamabilidade. Mistura mais pobre que o limite inferior ou mais rica que o superior no sustenta a propagao da chama (pr-misturada).

Tabelas para P=1atm e T=25C; composio do O2 do ar


Incinerao Direta


Incinerao Direta

Na incinerao direta, o gas residual poluente injetado diretamente na cmara de combusto. Pode ser necessrio combustvel auxiliar para manter a chama.

A potncia trmica deve ser na faixa de 3150 3350 kJ/m3

Exemplo: Flare de refinarias Necessita de chama piloto;

A chama se mantm para diferentes vazes de gs, vento e composio do combustvel

Pode formar fumaa e fuligem (relao H/C do combustvel)

Injeo de vapor para aumentar turbulncia e estabilizar a chama


Incinerao Trmica

Na incinerao trmica utiliza-se combustvel auxiliar, j que a potncia trmica do poluente (40 750 kJ/m3) no suficiente para manter a chama.

Utilizam-se recuperadores e regeneradores para aproveitamento energtico.

Baixas temperaturas mdias na cmara inibem NOx

No necessario fornecer ar suplementar

Cuidado com o trio: Tempo, Temperatura e Turbulncia


Incinerao Trmica


Incinerao Cataltica Acelera a taxa de uma reao. Reduz-se o tempo de

residncia no reator. Incinerao trmica 0.3 a 0.9 s, na cataltica poucas centenas de segundos

Temperatura de ignio mais baixa devido ao catalisador

Faixa de atuao 600 800K. No forma NOx

Reaes na superfcie do catalisador no existe chama.

Eficincia de converso de at 98%. S sai do catalisador CO2, H2O e N2


Incinerao Cataltica


Incinerao Cataltica

Materiais: platina e paladio dispersos numa matriz de alumina

Maior custo do equipamento o catalisador

Pode ser necessrio filtrar os gases para retirada de particulado antes do catalizador Deposio e/ou entupimento

Envenenamento do catalisador por ferro, compostos de enxofre, chumbo, silicone e fsforo

Limite mximo de temperatura (+/- 1100K)


Incinerao com Recuperador de Calor

Aproveitamento energtico dos gases efluentes (Iimpos) do incinerador

AC

AB

TT

TT

> 0.6, reduz combustvel entre 15 e 35 %


Incinerao com Recuperador de Calor Trocador de calor gas/gas de grande dimenso. Custo

elevado

Outras possibilidades de utilizao da energia dos efluentes


Incinerador com regenerador

Matriz de material (cermico) resistente a altas temperaturas

O gs contaminado e o ar suplementar passam por uma matriz pr-aquecida e so dirigidos

cmara de combusto.

Os produtos de combusto passam por uma segunda matriz aquecendo-a. O fluxo entre as

correntes invertido.

Eficincia na recuperao de calor de at 95%


Incinerao de resduos slidos e lquidos

Reduo no volume (70 a 90 %) de resduos slidos.

Eliminao segura de resduos contaminados X fuga de poluentes altamente perigosos (metais

pesados, furanos e dioxinas, compostos

clorados)


Incinerao de resduos slidos urbanos

Esforos para minimizar a produo de lixo urbano

Incinerao evita criao/ampliao de aterros sanitrios

Reduz em at 90% o volume do lixo



Dioxinas e furanos compostos clorados- considerados txicos

Controle eficiente da temperatura das emisses pode controlar a formao de dioxinas e furanos

aps a cmara de combusto (300C a 800C)


Incinerao de resduos slidos/liquido/lama

Cilindros rotativos 0.5 a 1 rpm

Tempo de residncia dos gases 1 a 2 s e dos slidos 0.5 a 1.5 hr.

Resduo slido volatilizado no cilindro e oxidado na cmara de ps-queima.

Controle de Gases e Vapores Incinerao de resduos slidos/liquido/lama

Controle de Gases e Vapores Incinerao de resduos slidos/liquido/lama

Incinerador de leito fluidizado: areia ou alumina

Equipamentos de controle: lavadores de gases, scrubbers de via umida; precipitadores eletrostticos

de via umida, filtros e coletores.

Fotos 01 e 02: Chamin vista da frente da empresa.

Fotos 03 e 04: Chamin vista dos fundos da empresa.

Fotos 05 e 06: Vista geral do ptio nos fundos da empresa.

Fotos 07: Armazenamento de gs.

Fotos 08: Depsito de cinzas.

Fotos 09 e 10: Armazenamento de resduos a serem processados.

Foto 11: Armazenamento de bombonas higienizadas.

Foto 12: Armazenamento de resduos a serem processados.

Fotos 13 e 14: rea do ptio onde anteriormente foi detectada deposio de cinzas.

CONDIES OPERACIONAIS MNIMAS DO PROCESSO DE INCINERAO

Equipamento de incinerao

Os resduos classe B devero ser adicionados na proporo mxima de 5% em relao

quantidade total dos resduos a serem incinerados;

Armazenar os resduos putrescveis temperatura mxima de 10C.

O equipamento deve funcionar com excesso de ar, de modo a garantir a queima completa da

parte combustvel dos resduos.

Os queimadores da cmara secundria devem permanecer em funcionamento aps o

desligamento da cmara primria mantendo a temperatura da cmara acima de 1000C. Os

queimadores da cmara primria devero funcionar por no mnimo duas horas aps a ltima

alimentao.

No equipamento devem ser instalados, calibrados e em condio de funcionamento os monitores contnuos e seus registradores para os seguintes parmetros: monxido de carbono

(CO), dixido de carbono (CO2), oxignio (O2), NOx (medidos como NO2), SOx (medidos como

SO2), HCl (compostos inorgnicos clorados medidos como cloreto de hidrognio), temperatura

da primeira cmara, temperatura da segunda cmara, temperatura aps o quench, presso do

sistema forno, pH da soluo do lavador de gases (acima de 9,0) e parmetros operacionais

dos Equipamentos de Controle de Poluentes (ECP). Os registros devero ser disponibilizados

integralmente ao rgo ambiental, sempre que solicitados.


Equipamento de incinerao

A alimentao dos incineradores deve ser interrompida por suspenso, sempre que ocorrer

alguma das seguintes situaes:

Temperatura na primeira cmara de combusto ou na segunda cmara abaixo dos limites

estabelecidos ;

Ausncia de chama no queimador;

Queda de teor de O2 abaixo de 7% aps a segunda cmara ;

Mau funcionamento dos monitores de CO, O-2 e temperatura;

Deteco de valores de monxido de carbono (CO) entre 100 ppm e 500 ppm por mais de

dez minutos corridos;

Valores de CO superiores a 500 ppm em qualquer instante;

Inexistncia de depresso no incinerador;

Falta de energia eltrica ou queda brusca de tenso;

Interrupo do funcionamento dos Equipamentos de Controle de Poluio (ECP).


Registro de Operao

Os registros dirios de acompanhamento da operao do sistema de incinerao devem conter, no mnimo, as seguintes informaes:

Os resduos de servios de sade, recebidos pelo sistema de tratamento trmico, devero ser documentados conforme descrito na condicionante;

Consumo de combustvel auxiliar;

Parmetros operacionais monitorados continuamente conforme item 1 deste anexo;

Manuteno

Deve ser estabelecido um programa de manuteno peridica para todos os equipamentos do sistema


Incinerador

1- Primeira Cmara

A temperatura dos gases de sada desta cmara deve ser superior a 800C;

2- Segunda Cmara

A temperatura de sada dos gases nesta cmara deve ser igual ou superior a 1.000C;

Tempo de residncia mnimo: 2 segundos;

A temperatura de sada dos gases do quench deve ser igual ou inferior a 200C;

O excesso de ar durante todo o processo de queima deve ser tal que na sada o teor de oxignio nos gases seja igual ou superior a 7%;

O combustvel nesta cmara deve ser gasoso;

3- Cinzas e Escrias

Os procedimentos de amostragem e mtodos de anlise e concentraes mximas devem obedecer as Normas Tcnicas especficas;

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