Usina de hidrogênio canadense limpa depósito de cálcio do trocador de calor sem tempo de inatividade usando Ferroquest*

Desafio

Uma usina de hidrogênio em Alberta, Canadá, corria o risco de perder a capacidade de processamento devido à suspeita de incrustações de carbonato de cálcio ocorrendo nos trocadores de calor do compressor alternativo da unidade de hidrogênio. Essas incrustações estava reduzindo o fluxo de água de resfriamento nas unidades compressoras de hidrogênio, levando a uma perda de capacidade.

As unidades compressoras de hidrogênio aumentam a pressão do hidrogênio do produto vegetal, que é necessário para abastecer os hidrotratadores de nafta e gasóleo (processo de remoção de nitrogênio e enxofre). Com o fornecimento limitado de hidrogênio, esses processos não podiam operar em níveis de pico, impactando a produção geral do local. O cliente estava considerando uma interrupção do compressor para limpar os trocadores e restaurar os níveis normais de produção, mas isso representaria um custo significativo, além de um planejamento complexo

Solução

O engenheiro técnico de processo procurou a Veolia para ajudar a analisar e confirmar a causa da eficiência reduzida dos trocadores e recomendar uma solução.

A Veolia revisou as condições operacionais do sistema da usina de hidrogênio, a temperatura e a química da água de resfriamento. A partir desses achados, suspeitou-se que os depósitos consistiriam principalmente de carbonato de cálcio com co-depósitos de fosfato de cálcio e silicato de magnésio devido ao fluxo insuficiente de água de resfriamento fornecida a esta unidade.

A deposição de carbonato de cálcio é o tipo de incrustação mais comum encontrada em sistemas de resfriamento com altos níveis de cálcio e alcalinidade, especialmente em áreas do sistema que enfrentam condições de estresse de altas temperaturas, pH elevado e baixa vazão.

Com base nessa análise, a Veolia recomendou uma limpeza on-line usando o Ferroquest LP7200. O Ferroquest é uma mistura especial de ácidos orgânicos que opera em pH neutro, permitindo sua aplicação sem a necessidade de o sistema estar desligado e com risco reduzido de corrosão do sistema e segurança do trabalhador em comparação com as limpezas ácidas convencionais.

Em colaboração com as equipes técnicas e operacionais do cliente, um procedimento foi projetado para limpar e remover os depósitos de água de resfriamento, restaurando o desempenho das unidades de hidrogênio sem incorrer em uma interrupção de produção.

O Ferroquest foi selecionado como o melhor caminho a seguir, pois fornecia uma solução simples de limpeza química on-line para mitigar a perda de fornecimento de hidrogênio, mantendo o carregamento ideal da máquina do trocador.

Resultado

O tratamento on-line do Ferroquest removeu com sucesso a incrustação das superfícies do trocador de calor, evitando o tempo de inatividade do compressor e o desgaste adicional dos feixes do trocador. A Figura 1 mostra que a descarga do trocador de calor vinha aumentando até um ponto crítico que levava à limpeza. Poucos dias após a realização da limpeza on-line do Ferroquest, a temperatura de descarga do trocador de calor caiu dentro da faixa normal à medida que o depósito era removido, sem qualquer impacto na produtividade durante a limpeza. Esses ganhos foram mantidos ao longo dos meses seguintes e nenhum desgaste da unidade foi observado com a limpeza.

Como a limpeza do Ferroquest foi realizada em pH neutro e on-line, não houve necessidade de considerações especiais de descarte de produtos químicos perigosos, ao contrário da realização de limpezas ácidas. Isso também reduziu os custos e eliminou os riscos à segurança.

A Veolia manteve uma excelente parceria com a equipe de operação da unidade de hidrogênio, pois a aplicação de Ferroquest foi bem-sucedida, restaurando o desempenho do trocador, eliminando a necessidade de uma interrupção para limpar mecânica ou quimicamente os trocadores e fornecendo flexibilidade para que a unidade de hidrogênio funcione na capacidade máxima de processamento. Essa economia financeira do aplicativo para o cliente foi estimada em US$ 300.000 em perdas de produção evitadas.