Exemplo de
Aplicação
A tecnologia alcalina GenGard* reduz os
custos operacionais de uma empresa de
eletricidade em 82,4 mil dólares e o
consumo de água em 350.000 m3 anuais
Desafio
Uma usina de eletricidade da região central dos
Estados Unidos que usa água de rio clarificada
como reposição para o sistema de resfriamento
operava com baixos ciclos de concentração e altos
níveis de dispersante para evitar a incrustação do
condensador de superfície. A água do rio era
clarificada com um coagulante com base de
alumínio para a remoção da turbidez. Alterações
periódicas na clarificação e um baixo controle
químico levaram à contaminação da água de
reposição do sistema de resfriamento com alumínio
solúvel e hidróxido de alumínio insolúvel. O arraste
de alumínio precipitava o fosfato inorgânico usado
para a proteção contra a corrosão do aço carbono,
o que aumentou o potencial de incrustação e
obrigou à utilização de maiores dosagens de
dispersante polimérico. O controle da incrustação
foi ainda mais agravado devido a um fraco controle
do pH e da dosagem de químicos no sistema de
resfriamento.
A contaminação com alumínio é particularmente
problemática para os sistemas de resfriamento
porque envenena os dispersantes poliméricos
convencionais usados para o controle do fosfato de
cálcio. Adicionalmente, o hidróxido de alumínio
precipitado e o fosfato de alumínio consomem
polímeros devido à absorção, o que reduz a sua
concentração efetiva.
Foi necessário um ajuste manual e constante da
dosagem do polímero e dos ciclos de concentração
para lidar com as flutuações na qualidade da água
de reposição. Os ciclos de concentração foram
mantidos em 4,0 (dureza de cálcio de 600 ppm)
para minimizar os efeitos adversos do arraste do
alumínio do clarificador. As tentativas de resolver
a operação do clarificador não foram bem
sucedidas.
Solução
Foi necessária uma abordagem total do
tratamento para lidar com os baixos ciclos de
concentração, a contaminação com alumínio e o
fraco controle do programa de pH alcalino
existente. O programa químico foi melhorado
utilizando a tecnologia alcalina GenGard* 8000,
recentemente desenvolvida. O programa GenGard
utiliza um polímero resistente ao estresse (STP)
para o controle do fosfato e o AEC (Alkaline
Enhanced Chemistry, ou Química Alcalina
Melhorada) para o controle do carbonato de
cálcio. Ao contrário dos polímeros convencionais,
o STP mantém a sua eficácia na presença de
alumínio solúvel e precipitado. As propriedades do
polímero dispersante do fosfato de cálcio
garantem que as superfícies de transferência de
calor se mantenham livres de depósitos.
O programa de dosagens de químicos e de
controle foi substituído por um Centro de Controle
Integrado TrueSense* Online. O controlador
TrueSense monitora e ajusta automaticamente a
dosagem limiar de polímero, assegurando que a
concentração precisa de polímero seja mantida
para garantir um ótimo controle da deposição. O
nível limiar de polímero leva em consideração a
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CScGenGard8000_PB.doc Aug-11
necessidade de polímero devido à absorção e ao
estresse do sistema.
Resultados
Figura 1. Programa convencional
Temperatura de abordagem (em oC) vs. Tempo
50
40
Foram realizadas avaliações comparativas no local
sob condições de transferência de calor para
avaliar o desempenho relativo do programa
existente de dispersante/inibidor baseado em um
polímero convencional de acrilato com o programa
GenGard 8000. Foram realizados testes com um
Bridger Scientific DATS3 operando com uma
velocidade de água de 0,5 m/s com uma
temperatura de película de 66oC. O pH foi mantido
na faixa 8,0-8,2. O controle preciso providenciado
pelo Centro de Controle Integrado TrueSense OnLine
e a capacidade de controlar com exatidão a
concentração limiar do polímero dispersante,
independentemente da carga de contaminantes,
permitiram que os ciclos aumentassem de 4,0
(dureza de cálcio em 600 ppm) para 7,0 (dureza de
cálcio em 1.050 ppm). Os ciclos foram aumentados
para aumentar o nível de estresse do teste e
determinar se era possível gerar economia de água.
Conforme apresentado nas Figuras 1 e 2, o
programa alcalino convencional não foi capaz de
evitar a formação de depósitos de cálcio nas
superfícies de transferência de calor, enquanto o
programa GenGard 8000 manteve a limpeza das
superfícies. Aumentos constantes da temperatura
de abordagem em um curto período demonstraram
a rápida perda de eficiência da transferência de
calor com o programa convencional baseado em
acrilatos (a temperatura de abordagem é a diferença
entre a temperatura na superfície de transferência
de calor e a provisão de água fria. À medida que a
formação de depósitos de cálcio acontece, a
temperatura de abordagem aumenta).
30
20
10
0
days
44dias
Figura 2: GenGard 8000
Temperatura de abordagem (em oC) vs. Tempo
56
54
52
50
0
48
45
43
41
39
Months
33meses
Na conclusão do estudo, o programa GenGard 8000
foi implementado e os ciclos mantidos em 7,0. A
mudança para o GenGard e os ciclos mais altos
resultaram na geração de economias anuais
estimados em 12.400 dólares por menor consumo
de ácido, 45.000 dólares por menor consumo de
produtos químicos na clarificação da água de
reposição, 25.000 dólares por menor consumo de
químicos de tratamento da água de resfriamento e
350.000 m3 de água de reposição.
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Caso-estudo