PREMISSAS & APLICAÇÕES

Como sabemos, determinadas plantas industriais pelo seu tipo de processo são obrigadas a implantar soluções adequadas para descarregar excessos de gases e/ou ventilar fluidos, de forma controlada, preservando o meio ambiente. Principalmente, plantas que processam hidrocarbonetos devem prever uma tocha como dispositivo de segurança, emergência ou para manutenção de equipamentos.

Tipos mais Utilizados

Destinadas para destruir gases por termo-oxidação, existem vários tipos e funções de tochas industriais.

A BTS destaca os tipos mais utilizados na indústria de um modo geral:

Tocha Elevada de Chama Aberta
Tocha de Chama Enclausurada
Tocha Multiponto de Chama Aberta de Solo

Do ponto de vista de maior aplicação, as tochas mais requeridas são as do tipo Chama Aberta e as do tipo Chama Enclausurada; e em menor grau de aplicação as Tochas Multiponto de Chama Aberta no Nível do Solo, também são uma conveniente opção.

Conceito

Operacionalmente, as tochas de Chama Aberta queimam dentro de limites aceitáveis, no entanto, sem controle de emissão, enquanto nas Tochas de Chama Enclausurada, a queima ou termo-oxidação, ocorre dentro de uma câmara termicamente isolada, com total controle on-line tanto nos gases de entrada quanto na medição da composição da emissão.

Basicamente ambos os tipos se diferenciam pela sua aplicação, forma construtiva, monitoramento dos gases de entrada e resultado dos gases queimados, eficiência de queima, poder calorifico, bem como a viabilidade econômica e o retorno do investimento.

Ocasionalmente a solução selecionada poderá ser atendida por ambos os tipos, sendo que a decisão mais viável poderá ser resolvida em função do custo do investimento x benefícios. No entanto a BTS disponibiliza ambas as opções e poderá apresentar alternativas que permitam a escolha mais conveniente.

Condições de um Projeto

Durante o ciclo de operação de uma tocha, ocorrem fortes oscilações na posta em marcha e parada do sistema, bem como em regime constante, seja por causa da vazão mínima e máxima do gás, da temperatura, pressão, alterações dos elementos da composição do gás, tempo de residência, entre outros fatores.

Contudo, frente a qualquer tipo de variação, o sistema deve estar equipado por instrumentação de campo e uma lógica de controle que permita realizar os auto ajustes on-line de forma automática ou reestabelecer novos parâmetros máximos e mínimos de operação e modulação, e assim atender eventual revisão nos requisitos do órgão ambiental de controle.

Para evitar que sob-pressões no sistema existente experimentem níveis perigosos produzindo vazamentos ou até rompimento de equipamentos, existem diversas providências até reposicionar a pressão do sistema dentro dos limites normais de operação, considerando-se ainda o impacto ambiental.

Dispositivos Complementares

Diferentes dispositivos permitem o alivio de sobre-pressão e liberação dos fluidos em excesso que, podem ser a simples ventilação ao ambiente, queima em tocha, recirculação ou outros tipos de drenagem, dependendo do tipo do fluido e processo.

Especificamente nos casos de biodigestores ou unidades semelhantes, onde ocorre a elevação do nível do efluente e consequente aumento da pressão interna, diversos dispositivos de alivio, segurança e alarme são sugeridos para controlar a geração de gases e vapores de excesso.

Conforme análise prévia de cada projeto, normalmente são indicadas válvulas de controle de sobre-pressão e vácuo integrados com dispositivos para atuar eventualmente como corta-chamas e válvulas de retenção de contra-fluxo, sendo que na medida em que aumentam as vazões propostas, aumenta o grau de complexidade da instalação, nível de instrumentação e monitoramento; incluindo-se como solução momentânea a simples ventilação pontual ao ambiente por eventual emergência .

Os gases ou fluidos em excesso podem ocorrer a partir da geração de uma reação química do processo primário. Desta forma, se faz necessário prever um sistema ou dispositivo de descarga, procurando reduzir ou conter a pressão acima do normal, portanto, fora do regime aceitável do processo. Como assim também em caso de emergência, eliminar do circuito os gases primários e de excesso. O projeto deve prever dispositivos automáticos para purgas periódicas.





Alivio do Sistema Reativo

Outro fator importante a verificar quanto ao excesso de gases-vapores-líquidos no equipamento gerador é a liberação imediata do fluxo e, por consequência, sua sobre-pressão, de forma tal que deve prever-se uma solução urgente, tanto para uma linha ou dependendo da quantidade dos equipamentos reatores, quanto para todas as linhas primárias e coletoras.

Deve-se considerar a resistência estrutural do reator, as condições de carga e de operação para decidir a capacidade efetivamente rápida de alívio do sistema dos fluidos contidos.

Como apontado, o alivio dos reatores deve ser previsto para a operação normal e, consequentemente para a condição de emergência. A oscilação da pressão neste ponto resulta ser na maioria dos projetos próxima de zero, passando de levemente negativas para levemente positivas.

Devido a oscilação ser muito sensível, o ajuste das válvulas requer muita precisão. E neste ponto é muito importante a seleção e o ajuste das válvulas de controle de vácuo e de sobre-pressão, de maneira a assegurar a selagem-vedação pneumática e evitar assim a infiltração de ar do ambiente no reator, o que eventualmente, em caso contrário, poderia infiltrar e oxigenar o local promovendo uma combustão com detonação descontrolada e, dependendo do processo em questão, poderia provocar a uma explosão desmedida. No projeto deve-se considerar a incidência de descargas atmosféricas, sendo recomendável a implementação do aterramento de todos os equipamentos envolvidos no sistema.

Adicionalmente deve-se considerar nos circuitos primário e secundário, elementos auxiliares de segurança. Neste caso, as linhas podem prever corta-chamas ou chaminés de ventilação monitoradas por instrumento, tendo a possibilidade também de interferir no fluxo no caso de retorno inesperado.

O projeto deve prever pontos de drenagem de líquidos carregados do fluxo do reator ou condensados formados nas próprias linhas, de maneira a evitar o entupimento das mesmas ou que eventualmente venham a danificar instrumentos inseridos nas linhas.

Por outro lado integram os circuitos de transporte de gases em excesso, os filtros depuradores equipados com elemento demister para reter as gotículas provenientes do biodigestor ou geradas na condensação. Em seguida, estes líquidos devem ser extraídos dos filtros já que, dependendo do caso, poderão se acumular nos mesmos prejudicando a livre circulação dos gases.

Parâmetros para Seleção

Para o dimensionamento e configuração da tocha é fundamental conhecer as condições do gás de excesso do sistema, especificamente a vazão mínima e máxima, composição química e física, temperatura e pressão.

Com estes dados é possível iniciar os primeiros cálculos para definir o perfil de chama e determinar a altura adequada da tocha, antecipando a projeção do cone de radiação térmica.

Com as primeiras considerações temos outros fatores determinantes, a altura projetada da tocha que nos indicará o tipo de sustentação do conjunto. Obviamente o conjunto deve assegurar estabilidade através de sua sustentação e ancoragem, de forma a afastar eventuais riscos.

Opcionalmente a sustentação poderá ser autoportante, abraçada por estrutura metálica tipo torre ou por fixação estaiada.

O dimensionamento final terá como base a vazão dos gases e dimensões da chama, bem como as condições possíveis de emergência inicialmente mencionadas, de modo que a combustão dos gases seja total e a emissão seja a mínima possível.

Considera-se também como fator decisivo no projeto, a topografia do terreno, a proximidade urbana ou concentração industrial e certamente a velocidade e direção dos ventos.

As características construtivas da tocha devem dar preferência a materiais resistentes a altas temperaturas, notadamente na parte superior e na zona de combustão. Os acessórios próximos devem ter a devida proteção.

Monitoramento e Controle On-line

São necessários quando o fluxo de emissões devem passar por um controle rigoroso e, atender principalmente a normativa do Banco Mundial para obtenção de créditos de carbono e eventualmente quando se procura qualificar o projeto para financiamento sob o Programa de Baixo Carbono. Atualmente é possível equipar o sistema da tocha de forma a monitorar e controlar integralmente o processo de captação dos gases contaminantes de excesso e destruí-los quase completamente, com eficiências que alcançam 99,8 % da termo-oxidação.

Considerações determinantes complementam a operação do sistema à lógica funcional, que deve considerar e servir de intertravamento para a operação normal, caso o sistema da tocha entrar em alarme por qualquer razão ou por intervenção de uma simples emergência na unidade industrial, devido a falta de energia elétrica, problemas técnicos de qualquer ordem ou liberação imediata dos gases de excesso por extrema emergência.

DIREITOS RESERVADOS


Todos os direitos Web reservados. Copyright 2001/2021.

Logotipo e nome da BTS são marcas registradas no INPI.

Consulte as condições de utilização desta home page e manifesto de responsabilidades.

CONTATO

SAC
comercial@bts.ind.br

COMERCIO EXTERIOR
exterior@bts.ind.br

PÓS VENDA
sao@bts.ind.br

Tel: +55 (11) 3744-4972

Celular Corporativo +55 (11) 98405-7575