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PLANO DE REDU??O DE EMISS?ES DE FONTES ESTACION?RIAS

GUIA DE MELHOR TECNOLOGIA PRATICA DISPON?VEL

IND?STRIA QU?MICA E PETROQU?MICA

1. INTRODU??O

Este documento define a melhor tecnologia pr¨¢tica dispon¨ªvel (MTPD) para o diagn¨®stico das

fontes de emiss?o de poluentes atmosf¨¦ricos de ind¨²strias qu¨ªmicas e petroqu¨ªmicas

integrantes do Plano de Redu??o de Emiss?es de Fontes Estacion¨¢rias (PREFE) aprovado

pela Resolu??o de Diretoria n? 289/14/P, de 08/10/2014.

O presente guia abrange as seguintes instala??es:

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Produ??o de Pol¨ªmeros;

Produ??o de Especialidades Qu¨ªmicas Inorg?nicas;

Fabrica??o de Produtos de Qu¨ªmica Org?nica Fina, e

Petroqu¨ªmica

O presente guia n?o abrange os equipamentos listados abaixo, para os quais dever?o ser

utilizadas as orienta??es do Guia de Melhor Tecnologia Pr¨¢tica Dispon¨ªvel ¨C Fontes de

Combust?o:

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Caldeiras;

Aquecedores de flu¨ªdo t¨¦rmico;

Secadores sem contato direto da chama com o produto, e

Fornos sem contato direto da chama com o produto.

2. CONSIDERA??ES INICIAIS

Para este guia, melhor tecnologia pr¨¢tica dispon¨ªvel (MTPD) ¨¦ o mais efetivo e avan?ado

est¨¢gio tecnol¨®gico no desenvolvimento da atividade e seus m¨¦todos de opera??o, para

atendimento ao limite de emiss?o estabelecido para prevenir ou, se n?o for pratic¨¢vel a

preven??o, reduzir as emiss?es e o impacto ao meio ambiente.

Utilizaram-se como refer¨ºncia para a pesquisa, os dados da Comunidade Europ¨¦ia (CE) e da

Ag¨ºncia Ambiental Americana (EPA).

O guia engloba as fontes pontuais de emiss?o de poluentes (chamin¨¦) e demais fontes dentro

do processo de siderurgia e metalurgia.

Este guia considera como MTPD n?o s¨® equipamentos de controle de emiss?es, mas tamb¨¦m

melhorias no processo produtivo que:

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Utilizem t¨¦cnicas de processo que produzam menos emiss?es atmosf¨¦ricas de

poluentes e

Diminuam o consumo de combust¨ªveis (efici¨ºncia energ¨¦tica).

Com o objetivo de facilitar a aplica??o deste guia, ele ser¨¢ dividido por unidade produtiva,

contemplando os poluentes material particulado (MP), ¨®xidos de enxofre (SOx), ¨®xidos de

nitrog¨ºnio (NOx) e compostos org?nicos vol¨¢teis (COV).

3. DESCRI??O RESUMIDA DO PROCESSO PRODUTIVO

3.1 Produ??o de Pol¨ªmeros

As empresas de pol¨ªmeros produzem uma vasta gama de produtos essenciais, que variam

desde produtos de base (commodities) at¨¦ material de elevado valor agregado, tanto por

processos cont¨ªnuos como descont¨ªnuos. S?o vendidos a empresas de transforma??o,

servindo a uma vasta gama de produtos.

A produ??o de pol¨ªmeros inclui poliolefinas, poliestireno, policloreto de vinila, poli¨¦steres

insaturados, borrachas de estireno-butadieno polimerizadas em emuls?o, borrachas ¨¤ base de

butadieno polimerizadas em solu??o, poliamidas, fibras de politereftalato de etileno e fibras de

viscose.

A qu¨ªmica da produ??o de pol¨ªmeros consiste em tr¨ºs tipos de rea??es b¨¢sicas: polimeriza??o,

policondensa??o e poliadi??o, sendo que o n¨²mero de opera??es/processos envolvidos ¨¦

relativamente reduzido. Estas incluem:

? a prepara??o,

? a rea??o propriamente dita, e

? a separa??o dos produtos.

Em muitos casos, tamb¨¦m ocorrem a refrigera??o, aquecimento, aplica??o de v¨¢cuo ou de

press?o.

As principais emiss?es atmosf¨¦ricas do setor dos pol¨ªmeros consistem nas emiss?es de

compostos org?nicos vol¨¢teis (COVs), bem como, em alguns casos, quantidades

relativamente elevadas de solventes usados e de res¨ªduos n?o recicl¨¢veis, al¨¦m do consumo

energ¨¦tico.

Em face da diversidade do setor e da vasta gama de pol¨ªmeros produzidos, este guia n?o

proporciona uma panor?mica completa das emiss?es desse setor, focando nas emiss?es de

MP, SOx, NOx e COV, sendo que este ¨²ltimo, para efeito do atendimento ao Decreto Estadual

59.113/13, ser¨¢ expresso como hidrocarbonetos totais n?o metanos (HCTNM).

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3.2 Produ??o de Especialidades Qu¨ªmicas Inorg?nicas

Embora os processos de produ??o de especialidades qu¨ªmicas inorg?nicas sejam

extremamente diversos e, por vezes, muito complexos, s?o, em geral, constitu¨ªdos por uma

combina??o de atividades (ou fases de processo) e equipamentos simples. Essas atividades

incluem:

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dissolu??o das mat¨¦rias-primas,

mistura,

rea??o (nomeadamente de s¨ªntese) ou um processo de calcina??o,

lavagem,

secagem,

moagem/tritura??o (por via h¨²mida ou seca),

crivagem,

condensa??o,

destila??o,

evapora??o,

filtra??o,

hidr¨®lise,

extra??o,

compacta??o,

granula??o, e

briquetagem.

As atividades, listadas acima, podem agrupar-se em cinco fases gen¨¦ricas que constituem:

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abastecimento de mat¨¦rias-primas,

manipula??o e prepara??o;

rea??o/s¨ªntese/calcina??o;

separa??o e purifica??o dos produtos;

armazenagem e manipula??o dos produtos.

Os principais problemas ambientais do setor, no que se refere ¨¤s emiss?es atmosf¨¦ricas,

compreendem as emiss?es de part¨ªculas para a atmosfera, principalmente poeiras e metais

pesados.

As fam¨ªlias de especialidades qu¨ªmicas inorg?nicas contempladas no presente documento s?o

os pigmentos inorg?nicos, silicones, negro de fumo, s¨ªlica e soda ca¨²stica, em fun??o da lista

de empresas que fazem parte do PREFE.

3.2.1 Pigmentos

Esta guia refere-se a pigmentos inorg?nicos produzidos na ind¨²stria por processos qu¨ªmicos.

Embora tenham sido desenvolvidos muitos processos para a produ??o de uma vasta gama de

pigmentos inorg?nicos, esta pode resumir-se a duas etapas principais:

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s¨ªntese dos pigmentos, e

processamento.

A s¨ªntese dos pigmentos ¨¦ efetuada por um processo de precipita??o em meio ¨²mido ou um

processo de calcina??o a seco, cada um dos quais possui um impacto ambiental diferente. O

processo em meio ¨²mido necessita de uma quantidade elevada de ¨¢gua e produz um elevado

volume de efluentes l¨ªquidos, enquanto que a calcina??o a seco necessita de menos ¨¢gua,

mas de mais energia e produz um maior volume de emiss?es gasosas.

O processamento dos pigmentos inclui opera??es de lavagem, secagem, calcina??o,

mistura/moagem, filtra??o/crivagem e secagem. O processamento dos pigmentos produz

emiss?es para a atmosfera e o meio aquoso. ? especialmente preocupante a emiss?o para a

atmosfera de part¨ªculas que cont¨ºm metais pesados.

3.2.2 Silicones

Os silicones constituem uma variedade especial de pol¨ªmeros. Diferem dos restantes dos

pol¨ªmeros pelo fato da sua estrutura n?o conter carbono, consistindo numa cadeia em que

alternam ¨¢tomos de sil¨ªcio e de oxig¨ºnio.

Existem no mercado milhares de produtos ¨¤ base de silicone com uma grande variedade de

produtos. Os silicones s?o aplicados em isoladores el¨¦ctricos, lubrificantes, elast?meros,

revestimentos, aditivos de vernizes, tintas e produtos cosm¨¦ticos.

Esta guia abrange os produtos mais importantes, nomeadamente o polidimetilsiloxano

(PDMS). A produ??o de PDMS inclui as seguintes fases: s¨ªntese de cloreto de metila, moagem

do sil¨ªcio elementar, s¨ªntese direta (s¨ªntese de M¨¹ller-Rochow), destila??o e

hidr¨®lise/condensa??o. As principais mat¨¦rias-primas s?o sil¨ªcio elementar, HCl e metanol.

As principais emiss?es atmosf¨¦ricas s?o material particulado, cloretos e NOX.

3.2.3 Negro de Fumo

O Negro de Fumo ¨¦ constitu¨ªdo por carbono elementar, obtido por meio de combust?o

controlada de ¨®leos arom¨¢ticos, em fornos especiais, sob altas temperaturas.

As mat¨¦rias-primas prefer¨ªveis para a produ??o industrial de negro de fumo s?o misturas de

hidrocarbonetos gasosos ou l¨ªquidos. Por permitirem maiores rendimentos, os hidrocarbonetos

arom¨¢ticos s?o mais utilizados do que os hidrocarbonetos alif¨¢ticos.

O teor de enxofre da mat¨¦ria-prima utilizada na produ??o de negro de fumo ¨¦ um par?metro

fundamental para a avalia??o do impacto ambiental das instala??es de negro de fumo.

O processo mais importante na atualidade ¨¦ o da produ??o em fornalha, pelo qual se obt¨¦m

mais de 95 % da produ??o mundial de negro de fumo. Nesse tipo de processo, as part¨ªculas

de Negro de Fumo s?o formadas no fluxo de alta velocidade da fornalha, por camadas

sobrepostas de Carbono, que colidindo entre si formam os agregados ou estruturas.

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A combina??o do tamanho da part¨ªcula e do formato do agregado ou estrutura dessas

part¨ªculas, conferem ao Negro de Fumo as caracter¨ªsticas peculiares de cada tipo.

Cerca de 65 % do consumo mundial de negro de fumo destina-se ¨¤ produ??o de pneus e

produtos relacionados a ind¨²stria automobil¨ªstica. Cerca de 30 % destina-se a outros produtos

de borracha, sendo o restante utilizado em pl¨¢sticos, tintas de impress?o, tintas, papel e outras

aplica??es.

As emiss?es esperadas em um processo de produ??o de negro de fumo s?o mon¨®xido de

carbono (CO), di¨®xido de carbono (CO2), material particulado (MP), ¨®xidos de enxofre (SOx),

enxofre reduzido total (ERT), ¨®xidos de nitrog¨ºnio (NOx), compostos org?nicos vol¨¢teis (COV),

hidrocarbonetos arom¨¢ticos polic¨ªclicos (PAHs) e metais pesados. Na Tabela 01, a seguir,

constam de maneira resumida os pontos do processo de produ??o de negro de fumo com

potencial de emiss?o para cada um dos poluentes citados.

Tabela 01 ¨C Potencial emiss?o de poluentes atmosf¨¦ricos em um processo de produ??o

de negro de fumo.

Poluente

Origem

CO e CO2

Produto de combust?o incompleta no reator

Produto de combust?o incompleta nos secadores, caldeiras, flare, etc.

Emiss?es fugitivas do armazenamento, transporte, expedi??o

Vazamento do sistema de filtros ap¨®s o reator

Vazamento do sistema de filtros do despoeiramento

Emiss?o de fontes de combust?o como caldeira, flare, etc.

Oxida??o no reator do enxofre presente na mat¨¦ria-prima

Oxida??o do enxofre presente no tail-gas

Decomposi??o e oxida??o parcial dos compostos de enxofre presentes na

mat¨¦ria-prima.

Oxida??o no reator do nitrog¨ºnio presente na mat¨¦ria-prima

NOx t¨¦rmico gerado no reator

NOx presente no combust¨ªvel utilizado nos secadores, caldeiras, flare, etc.

NOx t¨¦rmico gerado nos secadores, caldeiras, flare, etc.

Oxida??o p¨®s-tratamento do negro de fumo com NO2 ou HNO3

Decomposi??o incompleta da mat¨¦ria-prima no reator

Decomposi??o incompleta da mat¨¦ria-prima

Tra?os presentes como impureza na mat¨¦ria-prima

MP

SOx

ERT

NOx

COV

PAH

Metais pesados

3.2.4 S¨ªlica amorfa sint¨¦tica

A s¨ªlica amorfa sint¨¦tica ¨¦ produzida por via t¨¦rmica (s¨ªlica pirog¨ºnica, obtida por hidr¨®lise a

alta temperatura de clorossilanos) ou ¨²mida (s¨ªlica precipitada e s¨ªlica-gel, obtidas por

precipita??o com ¨¢cidos de uma solu??o de silicato de s¨®dio) e ¨¦ utilizada numa vasta gama

de aplica??es, como resinas sint¨¦ticas, pl¨¢sticos, borrachas, produtos cosm¨¦ticos,

medicamentos e produtos nutricionais, agentes de enchimento e antiaglomerantes.

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