Investigación de causas de altas emisiones de TRS en calderas recuperadoras.

Abstract

Este trabalho tem por objetivo analisar a influência das variáveis operacionais das caldeiras de recuperação nas emissões de gases que contêm enxofre reduzido (TRS). A pesquisa desenvolvida na Planta Licancel foi dedicada apenas às emissões dos tanques de lavagem. O sistema de redução dos compostos de TRS e de material particulado no tanque de dissolução consta de um lavador de gases utilizando licor branco franco, também utilizado como agente de dissolução no mesmo tanque. Os testes realizados durante 2008 e parte de 2009 mostraram que a presença de compostos de enxofre, terebintina, e/ou metano no licor branco fraco pode ser a fonte de compostos TRS nas emissões do tanque de dissolução. Os resultados sugerem que a maioria das emissões foram geradas no próprio lavador, a medida que o licor branco fraco é pulverizado através de bicos no equipamento, este é atomizado liberando compostos orgânicos voláteis através de emissões gasosas. Segundo as medições feitas, as altas emissões de TRS na chaminé do tanque de dissolução da Planta Licancel são claramente influenciados por um sistema de lavagem dos gases não-condensáveis concentrados na área dos digestores. Além disso, a pesquisa na Planta Valdivia concentra-se nas emissões de TRS, produto da combustão do licor negro, queima de gases não-condensáveis diluídos, concentrados, além da queima de petróleo e metanol, usados como combustíveis auxiliares. Para a pesquisa na Planta Valdivia foi usado como base, um programa computacional de análise multivariada desenvolvido em ambiente MATLAB, chamado Inferator, criado para modelagem e análise estatística de processos industriais com base em analisadores virtuais usados em aplicações de controle e otimização de processos. Isso permite que o programa em conjunto com o programa Microsoft Office Excel determinem possíveis correlações entre as variáveis e modelos matemáticos de emissões de TRS. De acordo com a análise desenvolvida ao longo do período de tempo do ano de 2010, pode-se ver algumas correlações envolvendo as temperaturas da fornalha, de entrada dos gases DNCG, do ar secundário, além da carga de óleo e pressão do oxigênio residual. No entanto, na análise de curtos períodos de tempo em junho de 2010, você pode ver uma clara influência da queima do metanol e do fluxo de ar secundário nas emissões de TRS na caldeira de recuperação. Isto indica claramente que as condições transientes de operação da caldeira, dada a complexidade de funcionamento desta, pode influenciar de diferentes formas as emissões de TRS medidos na chaminé da caldeira de recuperação. Não é possível afirmar com precisão qual a variável influencia as emissões de TRS, uma vez que em muitas ocasiões existem variáveis que estão diretamente relacionados umas as outras.

This research aims to analyze the influence of operational variables in the recovery boiler emissions of gases containing reduced sulfur (TRS). The research in the Licancel mill has been done only for the dissolving tank vent stack emissions. The abatement system of TRS compounds and particulate consists in a scrubber with weak wash as the scrubbing medium, as well as the dissolving agent in the dissolving tank itself. The tests done during 2008 and part of 2009 shows that the presence of sulphur, turpentine and/or methanol compounds in the weak wash could be the source of TRS compounds in dissolving tank vent emissions. The results seem to suggest that most of the emissions were found to be generated in the scrubber itself, as the weak wash is sprayed through nozzles into the scrubber, it is atomised and releases low boiling point organic compounds to form gaseous emissions. According to measurements the high TRS dissolving tank stack emissions are clearly influenced by a concentrated non condensable gases scrubbing system from the digesters area. On other hand the research in the Valdivia mill focuses in the TRS emissions from the combustion of the black liquor, diluted non-condensable gases, concentrated gases, in addition to the methanol and fuel oil burning, used as auxiliary fuel. For this research in Valdivia mill is used as a basis for the analysis, a program developed in MATLAB environment, called Inferator and generated for modeling mathematical systems and statistical analysis, based on virtual analyzers used in control applications and process optimization. This allows the program together with Excel of Microsoft Office, to analyze possible correlations between variables and to generate mathematical models of TRS emissions into the atmosphere. According to the analysis over a long period of time, for the full year 2010, it can be seen some correlations with the furnace temperature, inlet DNCG gas in secondary air, fuel oil load burner pressure and residual oxygen, however on analysis of short periods of time, for all and part of june 2010, it can be seen a clear influence of the methanol burning and secondary air flow in TRS emissions of the recovery boiler. This clearly indicates that the transient conditions of the boiler operation, given the complexity of it, can affect in different ways recovery boiler TRS emissions. It is not possible to exhaustively indicate which variable has a higher degree of influence if there are often variables that are directly related to each other.