Quais são os obstáculos enfrentados na redução do consumo de água e das emissões na indústria química baseada no carvão?”

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Quais são os obstáculos na redução do consumo de água e das emissões na indústria química a base de carvão? Autor/Fonte: Data: 18/02/2016. Número de cliques: 9. “A redução do consumo de água e das emissões é uma direção importante no desenvolvimento da indústria química a base de carvão nos tempos modernos.” O problema da água, em resumo, é um problema de financiamento. Especialmente no caso das águas residuais contendo fenol e amônia, em um projeto de produção de gás natural a partir de carvão com capacidade anual de 4 bilhões de metros cúbicos, é necessário investir 800 milhões de yuans para adquirir um sistema de tratamento dessas águas residuais. Isso exerce grande pressão sobre a já em dificuldades indústria química de carvão moderna. ”Wang Shoujian, engenheiro-chefe da China National Chemical Engineering Corporation, disse recentemente. 　　Em dezembro de 2015, o Ministério do Meio Ambiente emitiu as “Condições de Acesso Ambiental para Projetos de Indústria Química a Base de Carvão Moderna” (doravante, “Condições de Acesso”). Nessas condições, estabelece-se que a indústria química a base de carvão moderna deve seguir padrões mais rigorosos de economia de água e de controle das emissões de efluentes. Além disso, são necessárias medidas para reduzir o consumo de água, e as emissões de efluentes (incluindo aqueles contendo sal) também devem atender aos padrões estabelecidos para a emissão de poluentes. 　　Muitos especialistas do setor acreditam que, por meio de inovações tecnológicas e otimizações nos sistemas, é urgente superar os obstáculos relacionados à economia de água e à redução das emissões na indústria química a base de carvão no nosso país, durante o período do “13º Plano Quinquenal”. Muitos problemas ainda precisam ser resolvidos nos projetos atuais. Liu Zhixue, diretor de meio ambiente do projeto de produção de gás natural a partir de carvão da Datang Keqi, que participou da elaboração das “Condições de Acesso”, disse: “De acordo com as exigências dessas condições, os projetos modernos de processamento de carvão que já estão em operação ainda enfrentam muitos problemas relacionados à economia de água e à redução das emissões, os quais precisam ser resolvidos.” Primeiro, o fenômeno do desenvolvimento interdisciplinar é comum, e há falta de equipes de gestão especializadas ； Em segundo lugar, o uso inadequado dos tanques de evaporação faz com que gases malcheirosos se espalhem, incomodando as pessoas; além disso, grandes quantidades de resíduos sólidos não conseguem ser processadas ； Terceiro, há uma carência generalizada de corpos d’água para o escoamento de águas residuais nas proximidades do projeto; durante os testes, grandes quantidades de águas residuais não têm para onde ser direcionadas ； Quarto, as águas residuais com alto teor de COD e sal são difíceis de tratar; uma grande quantidade de sais indesejados não pode ser utilizada de forma eficaz. Um projeto de produção de gás natural a partir de carvão, com capacidade de 4 bilhões de metros cúbicos por ano, gera de 50 mil a 80 mil toneladas de sais indesejados por ano. ” 　　Segundo consta, as águas residuais orgânicas de alta concentração têm sua origem principalmente nos efluentes do processo de gaseificação de carvão. Essas águas se caracterizam por baixo teor de sais, sendo que os principais poluentes são o COD. Geralmente, o teor de COD é superior a 2000 miligramas/litro; em alguns setores industriais, esse valor chega a ultrapassar 10.000 miligramas/litro. Em muitos resíduos líquidos, a relação entre BOD e COD é menor que 0,3. Nesses casos, ainda é difícil que esses resíduos atinjam os padrões exigidos, o que causa impactos negativos no ambiente ao redor. 　　De acordo com Liu Zhixue, atualmente, os problemas relacionados ao tratamento de águas residuais provenientes da indústria química a base de carvão se manifestam principalmente em 4 aspectos. Primeiramente, o setor não dá a devida importância às tecnologias de tratamento de águas residuais. Algumas instituições de pesquisa se dedicam a estudar profundamente apenas uma determinada tecnologia, faltando instituições especializadas em todo o processo, o que impede a formação de uma visão unificada. Em segundo lugar, alguns projetos não dão importância ao tratamento de águas residuais; realizam avaliações ambientais apenas para cumprir requisitos legais, exagerando de forma imprudente os resultados do tratamento das águas residuais, ocultando assim algumas deficiências técnicas, o que não corresponde à realidade dos projetos em questão. Mais uma vez, há pouco intercâmbio na indústria sobre tecnologias de tratamento de águas residuais; alguns técnicos com experiência prática relutam em falar sobre as dificuldades. Por fim, algumas unidades carecem de padrões da indústria. O desenvolvimento de projetos frequentemente enfrenta a falta de regulamentações, como nos casos da queima de lodos bioquímicos e dos padrões para os produtos obtidos após a purificação de sais. 　　“Os sais residuais que se formam na cristalização das águas residuais da indústria do carvão, devido à presença de substâncias orgânicas e metais pesados em pequenas quantidades, são considerados resíduos sólidos perigosos. Esses sais devem ser totalmente utilizados ou tratados de maneira segura. Atualmente, a tecnologia de valorização dos recursos provenientes de sais mistos ainda está em fase de desenvolvimento, e existem também restrições, como a inadequação das normas para os produtos finais. Deve-se dar grande atenção às medidas eficazes de tratamento de efluentes com alto teor de sal, bem como ao uso de tecnologias para isso. ”Foi o que Wang Shoujian disse. 　　 Tratamento de água salina concentrada: falta de otimização dos sistemas envolvidos. Atualmente, o processo de tratamento de efluentes da indústria química do carvão é dividido em quatro etapas principais: pré-tratamento, tratamento biológico, reutilização de águas salinas e tratamento de água salina concentrada. A unidade de tratamento de água salgada é um desafio técnico; embora existam muitos tipos de tecnologias, poucas delas funcionam de maneira estável. 　　“O próximo passo importante é selecionar as tecnologias centrais, otimizar sua integração com base em testes, e explorar novas maneiras de reduzir a quantidade de sais indesejados e de reaproveitá-los como recursos. A unidade de tratamento de águas residuais é um projeto de engenharia complexo, que envolve diversas técnicas de tratamento de água. Durante seu funcionamento, é necessário dar atenção à otimização e à integração de todo o sistema, com ênfase especial no equilíbrio dinâmico da quantidade de água, a fim de evitar impactos no sistema. O ponto-chave é dar importância ao controle na fonte, reduzindo a entrada de poluentes nos processos químicos. A coleta separada das águas residuais e seu tratamento conforme sua qualidade tornaram-se condições indispensáveis para o tratamento dessas águas. ”Liu Zhixue acredita que, para realizar um bom trabalho de economia de água e redução das emissões nas empresas de química a base de carvão, é necessário considerar o uso eficiente da água de uma perspectiva sistêmica. Isso significa tratar todos os setores que utilizam água nessas empresas como parte de uma rede hídrica integrada, com o objetivo de otimizar a distribuição da quantidade e qualidade da água entre as diferentes unidades de consumo. Dessa forma, é possível maximizar a reutilização da água e minimizar as emissões de águas residuais. 　　De acordo com as informações fornecidas, o método de engenharia de sistemas para economizar água e reduzir emissões na indústria do carvão é o seguinte: teste de equilíbrio hídrico – otimização da integração da rede hídrica – tratamento avançado das águas residuais para seu reuso. O teste de equilíbrio hídrico é fundamental. Por meio do aprimoramento dos instrumentos de medição, é possível realizar um bom teste de equilíbrio hídrico em toda a fábrica. Assim, é possível calcular os indicadores técnicos e econômicos relacionados ao uso da água. Além disso, é possível comparar o nível de consumo de água da própria empresa com o nível dos padrões mais avançados, identificando assim as áreas onde é possível economizar água com maior facilidade ； A otimização da integração dos sistemas de rede hídrica é fundamental. Utilizando o método dos “pontos críticos de água”, é possível aproveitar a qualidade da água de forma eficiente, distribuindo adequadamente as fontes de água e os reservatórios, reduzindo assim o consumo de água fresca e, consequentemente, diminuindo significativamente a quantidade de água distribuída ； O tratamento avançado e a reutilização das águas residuais são a etapa final. Após os dois primeiros passos de tratamento, a quantidade de águas residuais a serem descartadas já é bastante reduzida. Quanto às águas que ainda precisam ser descartadas, elas são submetidas a tratamentos avançados para que atinjam os padrões necessários para reutilização, podendo assim ser reinseridas no sistema. A característica desta etapa é o alto investimento em equipamentos e um longo ciclo de retorno do investimento. Controle de poluentes: novas tecnologias ainda precisam ser testadas. Segundo especialistas do setor, atualmente o nosso país está se esforçando para desenvolver tecnologias modernas de controle de poluentes nos efluentes da indústria química do carvão. No entanto, muitas novas tecnologias ainda precisam ser aprimoradas e validadas. 　　Tomando o processo de gaseificação com fornos tipo Lurgi como exemplo, além dos componentes leves do carvão que se transformam em gás natural durante o processo de gaseificação, também são produzidos alcatrões, fenóis, amônia, alcanos e outras substâncias. A maior parte dessas substâncias acaba se misturando à água resultante do processo de gaseificação, formando um tipo típico de efluentes orgânicos de alta concentração e difíceis de serem degradados. Para isso, foi desenvolvida pela Harbin Institute of Technology uma tecnologia de tratamento combinado para águas residuais com alta concentração de fenol e amônia, provenientes de fornos tipo Lurgi, BGL e fornos de pirólise a baixa temperatura. A tecnologia EBA aumenta a biodegradabilidade das águas residuais, reduz sua toxicidade e melhora a atividade do lodo, permitindo que as águas tratadas atendam aos padrões necessários para seu reuso. 　　Uma empresa química em Hubei também desenvolveu uma tecnologia de economia de água para resfriamento por circulação de água refrigerada a ar fechado. Nos sistemas de resfriamento por circulação a ar fechada, água macia ou água desmineralizada é utilizada como meio de resfriamento, absorvendo o calor dos equipamentos de troca térmica. A água macia é utilizada em ciclos fechados, sem entrar em contato com o ar externo, realizando assim o processo de transferência de calor por absorção e emissão de calor. Esse processo substitui os sistemas tradicionais de resfriamento por água em circuito fechado, utilizando resfriadores a ar com filme de água ou resfriadores a ar combinados no lugar das torres de resfriamento. Dessa forma, é possível manter a temperatura da água de resfriamento dentro dos requisitos exigidos pelos processos industriais, além de economizar água, reduzir a formação de incrustações nos equipamentos e prolongar a vida útil dos mesmos. 　　Além disso, a tecnologia de tratamento por cristalização de sais em soluções salinas concentradas pode oferecer uma alternativa para o uso integrado dessas soluções. A tecnologia de cristalização por evaporação em vários estágios de água salgada em alta concentração para obter sais mistos foi testada no projeto de fertilizantes da China Coal Tibet, mas ainda existem problemas relacionados ao uso integrado desses sais mistos. 　　“Técnicas de separação por cristalização e uso integrado, que permitem a separação de cloreto de sódio e sulfato de sódio por meio de cristalização em etapas, bem como maneiras de tratar impurezas como os compostos orgânicos presentes na água salgada concentrada. No entanto, ainda não existem dados experimentais que comprovem a eficácia dessa técnica de cristalização em etapas. Além disso, os padrões de qualidade atuais para o cloreto de sódio e o sulfato de sódio em nosso país não são adequados para a produção de sal a partir de efluentes industriais. Portanto, são necessárias análises mais aprofundadas e testes em escala piloto. ”Disse Wang Shoujian.