centrais termoelétricas: reduza o seu impacto ambiental e otimize os seus custos operacionais com a Osmose Inversa móvel

Embora a qualidade da água seja essencial para a produção de energia elétrica, os operadores das centrais estão também cada vez mais à procura de formas de otimizar a utilização da água em ciclos de vapor e arrefecimento em centrais térmicas. No entanto, a implementação de novas tecnologias pode apresentar desafios, como perturbações nas operações das centrais e despesas significativas.

A Mobile Water Services (MWS) analisa como a utilização de unidades móveis de Osmose Inversa (RO, do inglês Reverse Osmosis) a montante das instalações de desmineralização pode ajudar a racionalizar o processo de implementação e minimizar os problemas, contornar a crescente escassez de fornecimento de produtos químicos, e reduzir significativamente o impacto ambiental. 

Quando se trata de aplicações industriais, como caldeiras de alta pressão e sistemas de refrigeração, a pureza da água é de extrema importância para a eficiência das instalações e também para minimizar resíduos e custos operacionais.

Há muitos métodos para conseguir uma água purificada. Convencionalmente, nas centrais térmicas, é prática comum o uso de tecnologias de permuta iónica (IX, do inglês Ion eXchange), que removem os iões dissolvidos para produzir água de alta qualidade utilizando resinas. Embora a IX possa fornecer o nível de qualidade de água adequado para o funcionamento dos processos, os operadores das centrais optam cada vez mais pela utilização de metodologias mistas para melhorar o desempenho do tratamento e a eficiência de custos, cumprindo ao mesmo tempo as rigorosas normas ambientais locais.

Uma maior atenção do público à qualidade da água, combinada com preocupações ambientais crescentes e regulamentos locais mais rigorosos sobre descargas de água, levou a indústria a enfrentar a necessidade não só de otimizar a sua pegada hídrica, mas também de reduzir o volume de efluentes produzidos de difícil tratamento. O tratamento desses efluentes é complexo e dispendioso, dependendo da natureza do processo, e apresenta muitos desafios para a conceção de sistemas de tratamento de água.

Uma opção em voga é a implementação da tecnologia de Osmose Inversa (RO) a montante da Permuta Iónica (IX) para a produção de água desmineralizada. RO e IX são frequentemente consideradas tecnologias complementares. A RO utiliza membranas semipermeáveis para separar até 95 a 98% dos sólidos e partículas dissolvidos da água alimentada. Durante a operação da RO, a água da alimentação é empurrada contra as membranas sob pressão e as moléculas de água passam através delas, enquanto os contaminantes são capturados e descarregados para a drenagem.

Em comparação com os métodos alternativos, uma unidade de RO instalada a montante de um sistema de IX tem muitas vantagens. Em primeiro lugar requer um consumo limitado de produtos químicos (baixa dosagem de anti-incrustante e baixo uso de químicos de limpeza em procedimentos de limpeza das membranas CIP – Clean In Place – pouco frequentes). Isto não só simplifica a operação e mantém os custos baixos, como também proporciona um ambiente de trabalho mais seguro. Além disso, um sistema de RO requer uma manutenção regular limitada, por se tratar de um processo com auto-limpeza. Consequentemente, é necessária uma interação mínima do operador, o que lhe permite dedicar mais tempo a outras tarefas. Nesta medida, a RO melhora o processo e torna a desmineralização menos dispendiosa no que diz respeito às resinas: são necessárias menos regenerações, gastando-se significativamente menos produtos químicos de regeneração, são produzidas menos águas residuais e aumenta-se o tempo de vida das resinas de permuta iónica; além disso gasta-se menos água de lavagem das resinas e diminui-se o tempo de paragem do sistema para efetuar todos estes procedimentos. Assim, são conseguidas economias consideráveis, sendo o impacto ambiental reduzido significativamente.

A utilização bem estabelecida destas tecnologias mistas tem benefícios específicos, tanto no funcionamento de caldeiras de alta pressão para produção de vapor como para aplicações de água de refrigeração, especialmente quando utilizadas a montante de uma instalação de desmineralização.

Benefícios para a caldeira

É importante lembrar que as impurezas da água causam incrustações e corrosão, que afetam negativamente o desempenho e a vida útil de todo o sistema. Ao fornecer água purificada, as unidades de tratamento de água asseguram que a eficiência da caldeira é otimizada. O tratamento também permite um menor número de descargas da caldeira, pois o sistema assegura que a água dentro da caldeira é de alta qualidade com uma concentração muito baixa de impurezas, como compostos orgânicos e sílica. Como tal, a necessidade de diluir as impurezas é evitada e a eficiência de funcionamento da caldeira é melhorada. Consequentemente, tanto a utilização de água doce como a produção de águas residuais são minimizadas, e os custos operacionais são significativamente reduzidos.

Benefícios para o sistema de refrigeração

A utilização de sistemas de tratamento de água, como RO antes de IX , também confere muitos benefícios aos sistemas de arrefecimento. Em primeiro lugar, após o tratamento com a RO, a condutividade e os níveis de sais são reduzidos, o que significa que, após o tratamento, a água pode ser reutilizada e circular durante mais tempo através do ciclo de arrefecimento. Além disso, a água em circulação é mais limpa, o que significa que são necessárias menos limpezas da torre de arrefecimento, reduzindo os custos, minimizando o risco de legionela e garantindo a manutenção de um ambiente de trabalho mais seguro. Também garante que se economiza uma grande quantidade de água de entrada, otimizando a pegada hídrica do sistema. Além disso, são descarregadas menos águas residuais, reduzindo assim o impacto sobre o ambiente local.

Como os Serviços Móveis de Tratamento de Água (MWS – Mobile Water Services) podem ajudar

Para evitar perturbações e otimizar a utilização da água em ciclos de vapor e de arrefecimento,  novos processos de tratamento devem ser implementados e geridos cuidadosamente. A nossa equipa da Mobile Water Services (MWS) pode ajudar através do fornecimento de unidades de RO móveis para utilização a longo prazo, através dos nossos contratos Multi-Anuais, ou para uma mobilização a curto prazo (por exemplo, como simples resposta temporária a um evento de escassez de produtos químicos).

Um cliente encomendou à MWS um ensaio de 6 meses na sua central elétrica na Alemanha. Uma unidade móvel de osmose inversa (MORO 4 x 25T) foi colocada antes da unidade fixa de desmineralização por IX que produz água para a caldeira de alta pressão. Durante o período piloto, os operadores do local notaram uma redução significativa do número de regenerações das resinas da desmineralização necessárias. O consumo de produtos químicos foi substancialmente reduzido e, portanto, baixaram também os riscos de Higiene & Segurança associados ao processo no local, além de se ter economizado energia. As projeções a longo prazo destacaram a otimização adicional do consumo de resinas, sendo que a vida útil das mesmas deverá aumentar de 3 anos para 8 anos, caso se continue a utilizar o processo de osmose.

As nossas unidades móveis incorporam a mais recente tecnologia para alcançar um desempenho fiável e podem fornecer caudais de 5 m3/h a 1000 m3/h. Estão disponíveis como sistemas modulares ou standard em contentores ou reboques pré-embalados, para uma mobilidade máxima e uma resposta rápida. O sistema modular permite qualquer combinação de tecnologias de processo para criar uma solução completa que satisfaça as necessidades de qualquer aplicação. Os ativos móveis são concebidos com ligações Plug&Play que podem ser utilizados imediatamente. Para além de RO, MWS fornece outros serviços de purificação de água, incluindo desionização, filtração, ultrafiltração, descalcificação e desgasificação de água.

A utilização de unidades piloto de RO permite aos operadores de instalações implementar e testar a tecnologia sem se comprometerem a instalar o sistema permanentemente.

Além disso, a equipa MWS pode instalar as unidades móveis de RO sem perturbar as atividades da central. Os alugueres de longo-prazo são também uma opção para os operadores que possam necessitar de uma solução flexível. Em muitos casos, os serviços móveis de tratamento de água foram prolongados durante vários anos, evitando a necessidade de investimento numa unidade fixa.

Em 2021, um cliente teve alguns problemas com a entrega de produtos químicos necessários para a regeneração das suas resinas de desmineralização, principalmente devido à escassez de ácido clorídrico (HCl). O cliente conseguiu inicialmente encontrar uma solução interna e receber uma entrega no último minuto. Contudo, em finais de 2021, o cliente estava a ficar sem opções e à procura de uma alternativa sustentável. Para prolongar o tempo entre as duas regenerações e assim poupar químicos, contrataram Mobile Water Services para o fornecimento de 2 osmoses inversas móveis (MORO 4x25T) para serem instaladas a montante da desionização por IX e alimentá-la com até 200 m3/hr de permeado da RO. O tempo entre duas regenerações aumentou dez vezes e o cliente conseguiu poupar a quantidade correspondente de produtos químicos. Após um mês e meio de operação decidiram prolongar a mobilização da unidade móvel até ao final de 2022, com a opção de prolongar por mais um ano.

Globalmente, a utilização dos Serviços Móveis de Tratamento de Água tem muitos benefícios para os operadores de instalações. Ao utilizar as unidades móveis, os operadores podem testar estes processos utilizando a melhor tecnologia disponível, sem interrupção da atividade normal das instalações. Ao introduzir processos de tratamento melhorados, os custos e a utilização de produtos químicos são otimizados. Além disso, as questões de escassez local de água podem ser aliviadas, uma vez que é necessária menos água doce para fornecer às instalações.

Ao contactarem os Serviços Móveis de Tratamento de Água receberão uma resposta rápida e um curto tempo de entrega, bem como um apoio técnico e operacional completo durante todo o período de aluguer.

Saiba mais informações sobre os Serviços Móveis de Tratamento de Água aqui.

Veolia
Tel.: +351 214 404 700
[email protected] · www.veolia.pt

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