A Plains Midstream, uma usina de gás no sul de Alberta, estava limitada em relação à descarga de fosfato das suas instalações de efluentes. com uma abordagem que visa a solucionar problemas, a Veolia reduziu a descarga de fosfato, o consumo de água e produtos químicos e as emissões de carbono. Essas mudanças geraram uma economia anual global de US$ 51.850.
A Veolia sugeriu uma transição de um tratamento de caldeira para a química de polímeros Solus AP. Esse novo tratamento evitou a deposição observada anteriormente na caldeira.
Uma nova estratégia de tratamento também possibilitou controle melhor dos ciclos de concentração da caldeira, otimizando o combustível e o uso de água e produtos químicos.
Em toda a América do Norte e no mundo, empresas em todos os setores trabalham para reduzir o impacto no meio ambiente e, ao mesmo tempo, otimizar a eficiência de produção e controlar os custos operacionais.
O fosfato é um tratamento de caldeira padrão para ajudar a controlar a deposição desde a década de 1970, mas, agora, vem sendo substituído por soluções de polímero que têm melhor desempenho e causam menos impacto ao meio ambiente.
O uso de química de fosfato para caldeiras costuma gerar lodo e não resulta em limpeza eficiente da superfície de transferência de calor. Isso impede a otimização dos ciclos de caldeira. Quando a água de alimentação da caldeira pode se concentrar ou passar por "cycle-up", os volumes de purga são reduzidos, o que equivale a menor uso de água e energia.
Com mudanças iminentes nas autorizações de descarga ambiental, havia uma necessidade de reduzir a carga de fosfato (PO4) no sistema de tratamento de efluentes do cliente.
A maior mudança foi de que, às vezes, um percentual da purga da caldeira contendo até 20 ppm de PO4 seria enviado ao sistema de efluentes sem tratamento para remoção de fosfatos devido à localização de um dos reservatórios de purga da caldeira e à localização da injeção de alimentação química KlarAid* para o tratamento de remoção de fostato. Isso colocava a usina em de alto risco de passagens de fosfato para os efluentes e de exceder a autorização de descarga. A figura 1 mostra um diagrama do sistema de tratamento de efluentes.
As opções para correção dessas condições eram limitadas e incluiam desviar o reservatório de purga da caldeira para conexão upstream à injeção de KlarAid, assim, toda a água indo ao sistema de efluentes seria tratada o tempo todo, o que exigia modificações estruturais caras e complexas. A Veolia sugeriu, em vez disso, uma mudança na química de tratamento interno da caldeira para Solus AP, um novo programa de tratamento de caldeira sem fosfato.
Figura 1: Diagrama de fluxo de efluentes.
Modificar a química de tratamento de água também trouxe a oportunidade de melhorar os ciclos de controle de concentração da caldeira. A nova estratégia de tratamento estabeleceu um regime de dosagem que facilitou ao operadores otimizar ciclos, reduzir o consumo de água e otimizar o consumo de combustível de uma caldeira pré-fabricada e de duas caldeiras de recuperação de calor (WHRB) no local.
A Veolia recomendou o uso de Solus AP, uma nova geração de tratamento interno de caldeira que usa seu terpolímero de caldeira patenteado (BTP). O BTP é um polímero multifuncional que limita a formação de depósitos ao manter contaminantes de água de alimentação de entrada, como dureza de cálcio e magnésio, em uma forma solúvel para rejeição eficiente para a purga da caldeira. O BTP também funciona ao distorcer o crescimento de cristais, reduzindo, assim, o tamanho das partículas formadas e alterando a carga de partículas suspensas da superfície e superfícies da tubulação da caldeira, reduzindo a atração de partícula para partícula e sua atração às paredes da tubulação da caldeira.
Programas baseados em fosfato na presença de contaminantes, como íons de dureza, são chamados de "programas de precipitação", pois formam lodo que exige remoção eficiente, para que isso possa ser a fonte de deposição. O programa de polímeros Solus foi fortemente recomendado porque a usina tinha um histórico de passagens de dureza, fazendo da gestão de lodo de fosfato um desafio adicional.
O tratamento Solus AP foi incluído no lugar do programa de precipitação de fosfato existente, com início em março de 2019, e um procedimento inicial de 8 semanas foi utilizado para transição da química de tratamento interno. A nova estratégia de tratamento aplicada era direcionada a 70-80 ciclos de concentração, o dobro do volume nos quais as caldeiras operavam anteriormente. Como a usina não podia monitorar os ciclos hidráulicos com fluxômetros e controladores, o uso de monitoramento e método de dosagem preciso ajudou a aumentar os ciclos nas caldeiras, resultando em economia de energia, água e produtos químicos.
Resultado
Com resultado da transição para o Solus AP, os cicos da caldeira aumentaram em média de 40 ciclos de concentração para 75 ciclos. À medida que aumenta a concentração de água da caldeira, menos água tratada quimicamente a quente é descarregada, então, a água de alimentação fria e não tratada da caldeira é reduzida.
O aumento dos ciclos de caldeira geraram economias de água anualizadas de 1 milhão de galões, economias de combustível de US$ 9.777 e economias de produtos químicos de tratamento de caldeira de US$ 18.977. As economias de combustível se converteram na redução de 200 toneladas/ano de emissões de CO2.
A redução em águas de reposição também resultou em economias relacionadas às operações do desmineralizador da usina. Depois do aumento nos ciclos da caldeira, a usina de desmineralização precisa realizar 52 menos regenerações no ano a ano em suas unidades de corrente paralela de cátions e ânions, resultando em economias de ácidos e cáusticos de US$ 11.246.
Ao eliminar o tratamento de caldeira à base de fosfato, a carga de fosfato para a estação de efluentes teve um redução superior a 200 kg de PO4 por ano. Isso reduziu o uso no tratamento Klaraid utilizado para remoção de fosfato dos efluentes para o valor de US$ 11.846 por ano, mas, de modo mais importante, reduziu a concentração de fosfato descarregado em 1 ppm como PO4 e eliminou o risco de exceder a autorização de descarga da usina.