Desafio
Os sistemas de condensado de vapor em faculdades e universidades podem ser grandes e complexos, dificultando o tratamento contra corrosão e a prevenção de vazamentos. O sistema de tubulação de condensado de vapor no campus em questão havia sido bem tratado ao longo dos anos e estava em bom estado, mas a gerência da operação sabia que a média de 50 ppb monitorada regularmente para Fe poderia ser melhorada. Isso porque a usina a vapor também é uma usina de cogeração de energia (cogen), já que aciona uma turbina a vapor de 3,4 MW com seu sistema de vapor de 450 psig. Devido a problemas históricos de corrosão da turbina, um KPI (indicador-chave de desempenho) para a instituição era proteger a turbina e assegurar sua confiabilidade, exigindo que a água e o vapor que circulam no sistema sejam de extrema qualidade.
Além disso, devido ao fato de que o vapor também é usado em todo o campus para umidificar o ar empurrado através dos sistemas de aquecimento e ar condicionado (HVAC) em cada edifício, a qualidade do vapor deve ser garantida e qualquer tratamento químico usado no sistema deve estar em conformidade com as diretrizes da OSHA e da FDA para tratamento de umidificação do ar.
Solução
Para melhorar a proteção da turbina e do sistema de condensado, a Veolia recomendou o uso de sua nova tecnologia de película volátil em conformidade com a FDA, Steamate* VF1028. A química dos formadores de película não é nova no tratamento de condensado de vapor, já que as películas de primeira geração estavam em uso há mais de 50 anos. No entanto, esses produtos poderiam ser difíceis de alimentar no sistema e não voláteis, por isso tiveram que ser injetados na fase de vapor. Por essa razão, os formadores de película caíram em desgraça para o benefício de neutralização de aminas.
Nos últimos anos, o trabalho de pesquisa e desenvolvimento da Veolia permitiu o lançamento de novas químicas de películas voláteis, que aliviam as desvantagens de suas antecessoras. Os formadores de películas voláteis podem ser alimentados muito mais facilmente na água de alimentação da caldeira, transportando-se com o vapor por todo o sistema muito mais facilmente do que as películas de geração inicial. Qualquer condensado devolvido que contenha película residual contribuirá para a proteção do sistema à medida que circula novamente pelo sistema, proporcionando um benefício adicional.
Resultado
O campus começou a alimentar o Steamate VF1028 em dezembro. Naquela época, os níveis de ferro condensado monitorados usando testes de filtro Millipore mostraram aproximadamente 40 ppb como Fe. O tratamento foi iniciado em baixas doses, para evitar qualquer perturbação ou lançamento adicional de ferro devido a mudanças químicas súbitas. Ao longo de algumas semanas, a dosagem foi aumentada incrementalmente até a dosagem desejada. Após seis meses de tratamento, como mostrado na Figura 1, os níveis de ferro estavam em média 25 ppb como Fe, embora o pH do condensado tivesse sido tipicamente menor em pelo menos 1 unidades de pH. A queda no pH deveu-se à redução na dosagem do tratamento com amina neutralizante à medida que a nova tecnologia de película volátil foi introduzida. O Steamate VF1028 não influencia o pH, pois seu mecanismo de proteção baseia-se na formação de uma película protetora nas superfícies metálicas, evitando que ocorram reações de corrosão entre a água e o metal. O custo do novo programa de tratamento de formador de película foi comparável ao programa histórico somente com neutralizador.
Amostras da superfície metálica foram coletadas ao longo da caldeira e do sistema condensado em várias áreas, e a presença da química de película foi detectada em todas as superfícies, mesmo que esta seja estritamente fornecida à água de alimentação da caldeira. Isso confirma a volatilidade do novo formador de película. Todas as superfícies também estavam em ótimo estado e sem acúmulo viscoso, o que era outra desvantagem das gerações anteriores de formadores de película.
O campus ficou extremamente satisfeito com o novo e aprimorado tratamento agora em vigor para proteger sua turbina a vapor e tubulação de condensado, ao mesmo tempo que garantiu que o vapor atendesse à qualidade exigida para umidificação do ar com um tratamento em conformidade com a FDA.
Figura 1: Progressão dos níveis de ferro no condensado antes e durante o tratamento com Steamate VF1028, monitorada com o teste de filtro Millipore