Quimica e Derivados15 de maio de 2011
Sistema catalítico LPX instalado na Roche Diagnostics
Os processos catalíticos para o tratamento de perigosos poluentes do ar estão de volta. Nos últimos quinze a vinte anos, eles foram muitas vezes substituídos por outros processos de oxidação térmica pela susceptibilidade dos catalisadores ao envenenamento. A volta da oxidação catalítica de compostos orgânicos voláteis (VOC) se deve a duas vantagens persuasivas: o seu baixo consumo de energia e as emissões de NOx notoriamente baixas.
Os especialistas da EES (Envi­ronmen­tal and Energy Systems), uma divisão de máquinas e instalações de engenharia do grupo Dürr, constataram que, no campo do tratamento dos poluentes atmosféricos, os processos catalíticos são os preferidos na indústria de transformação química. As áreas clássicas de aplicação são os sistemas de redução utilizados em instalações de produção de ácido tereftálico purificado (PTA); para os processos de calcinação (fabricação de catalisadores); e na fabricação de anidrido maleico, olefinas, borracha natural e acrílico.
Graças à sua maior eficiência para tratamento de menores fluxos de ar de exaustão e menores cargas de VOC, a tendência ganha força também em outros segmentos. Isso inclui as indústrias de processos químico, petroquímicas e as farmacêuticas. A quantidade de solventes descarregados com o fluxo de ar de exaustão deve ser a mínima possível, em razão do custo dos mesmos. Os processos modernos de produção consideram esta questão cada vez mais em seus cálculos de eficiência de material.
Pesando os benefícios – Algumas normas importantes para a escolha do processo adequado olham os parâmetros de processo, como vazão, temperatura, partículas no ar contaminado e natureza do VOC. Para escolher o catalisador correto, é importante saber os tipos de VOC (aromáticos, oxigenados, hidrocarbonetos halogenados ou alcanos) que precisam ser removidos. Para o metano, não existe atualmente nenhum catalisador eficaz. O objetivo é, entretanto, que os futuros tipos de catalisadores sejam capazes de remover esta substância.
Com o propósito de oferecer o catalisador mais adequado – a peça principal da instalação – para a composição específica do ar extraído, a Dürr EES está fazendo uma parceria com importantes fabricantes de catalisadores, como a Haldor Topsoe, para fazer um melhor uso do seu extenso portfólio de produtos.
Os venenos de catalisador podem desativá-lo em um curto tempo de funcionamento, por isso o material de catalisador tem que ser substituído periodicamente, para manter os níveis de emissões dentro dos limites especificados. Nas últimas décadas não houve mudanças significativas nas substâncias ativas dos catalisadores e nos venenos de catalisador. Substâncias como o silício, fósforo, enxofre, halogênios, selênio e metais – em especial o germânio, arsênio e telúrio – são as mais frequentemente citadas como causadoras de envenenamento. Estas substâncias podem ser toleradas em baixas concentrações, mas certos limites não devem ser ultrapassados.
O último critério importante para a escolha do adequado processo de redução é a concentração de VOC em si. Ao contrário dos comparáveis processos térmicos, os processos catalíticos são autotérmicos já em baixas concentrações. Isso significa que nenhuma energia primária adicional precisa ser fornecida para preaquecer suficientemente o ar extraído na temperatura exigida no catalisador. Quando as concentrações de VOC são demasiadamente elevadas, o ar precisa ser diluído antes de passar pelo sistema de redução. Entretanto, certos limites são definidos. Se o fluxo de ar tratado é diluído em demasia, a vazão de ar aumenta desproporcionalmente, resultando em maiores custos para as unidades individuais e para o catalisador.
No final, as vantagens dos processos de redução catalítica estão na economia de fontes de energia primária, uma vez que já em pequena concentração de solvente a limpeza pode ser efetuada sem energia adicional. Como resultado, temos a redução do consumo de combustível, da produção de CO2 e das emissões de NOx em comparação com os outros processos térmicos.