A influência direta dos níveis negativos de poluição emitida diariamente sobre o clima tornou-se indiscutível no cenário global onde altas taxas de dióxido de carbono (CO2) e outros poluentes são frutos da exigente demanda de energia que aumenta a cada ano, resultado do crescente consumo em países emergentes e nos países em desenvolvimento.
Mesmo com a crescente evolução industrial, métodos de fiscalização e recursos técnicos disponíveis o fato é que não se pode substituir 100% das fontes de emissão de gases movidas a energia fóssil da atualidade sem causar impactos econômicos de grande escala. Entretanto as alternativas de investimento em novidades tecnológicas é a melhor saída para controlar como as fontes de energia operam sendo totalmente possível monitorar e otimizar os efluentes gasosos que são despejados na atmosfera de forma confiável.
Muito setores industriais onde se tem etapas de geração de energia e calor buscam constantemente otimizar seus processos produtivos de combustão bem como prolongar o ciclo de vida desses ativos através de melhorias nas malhas de controle, instrumentação e analisadores para monitorar a emissão de gases residuais.
Normalmente compostos químicos são liberados nos gases de saída da combustão devido a reação exotérmica que acontece na presença do combustível, oxigênio e fonte de calor. Entretanto alguns compostos necessitam de tratamento especial para que não sejam despejados em grandes concentrações na atmosfera ou até mesmo causar impactos negativos em fases posteriores do processo.
A preocupação ambiental com a formação de gases de efeito estufa e a alta emissão de poluentes como os óxidos de nitrogênio (NOx) são temas críticos a nível mundial e devem ser considerados com premissas de controle fundamental para manter seguro os índices de emissão e sobrevivência no planeta.
Os óxidos de nitrogênio (NOx) quando liberados para atmosfera naturalmente causam reações fotoquímicas em meio a radiação ultravioleta produzindo ozônio troposferico (O3), podendo também entrar em reação com o vapor de água formando ácido nítrico (HNO3) que facilmente pode chegar as fontes de água potável e ao solo em forma de precipitação (chuva ácida).
Muitas dessas reações podem produzir oxidantes tóxicos causando o famoso fenômeno de “smog fotoquímico” resultando de uma liberação de gases altamente prejudiciais para a maioria das criaturas vivas, incluindo humanos e impactando diretamente na qualidade do ar e do clima.
Entre as tecnologias utilizadas para combater as emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) esta a conversão catalítica seletiva (SCR-DeNOx), método que utiliza um catalisador para favorecer as reações de redução de NOx nos gases de combustão aplicando-se um agente de redução (hidróxido de amônia ou solução de ureia), com o objetivo de garantir que todo o NOx produzido seja convertido em gás nitrogênio (N2) e vapor de água, limitando dessa forma as possíveis reações adversas com a atmosfera no estagio final de emissão dos gases.
Exemplos do mecanismo de reação química durante o processo SCR-DeNOx:
- 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
- NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
Sistemas de conversão catalítica seletiva requerem um cálculo preciso de injeção do reagente em um curto espaço de tempo para que a retenção do NOx aconteça de forma eficiente, para isso a distribuição homogênea de amônia e a concentração de NOx no fluxo de gás de combustão deve ser regular e uniforme.
Até mesmo sistemas SCR com altas taxas de conversão sofrem com fatores de envelhecimento do catalisador e automação desassistida nos gases de saída o que pode levar a passagem de resíduos de amônia pelo catalisador em direção as fases posteriores do processo, termo este conhecido como pilha de amônia (“slip de amônia”).
Se o “slip de amônia” não for controlado com precisão certamente trará custos desnecessários com a injeção excessiva de reagente, impactando em ganhos operacionais e problemas ambientais e isso definitivamente não é desejável.
A medição de residuais de amônia deve ser tratada com a devida importância pois este é um tema que está em constante evolução e estará em breve sujeito a leis e regulamentações em vários países já que o aumento nas restrições de emissão sobre este tema vem aumentado cada vez mais.
Ampliar a cultura de medição e controle do “slip de amônia” através da tecnologia laser é um grande desafio que exige conscientização sobre o tema.
Solução Yokogawa para medição de amônia
Conheça as soluções da Yokogawa para medição de gás amônia (NH3) através de espectrômetro de diodo laser sintonizável (TDLS) e a evolução dos analisadores para medição IN-SITU sem necessidade de condicionamento de amostra e design robustos para aplicações severas.
A evolução da tecnologia de medição de gases TDLS não está focada apenas em maximizar os lucros operacionais de processos, mas também contribuir com a elevação dos indicadores de saúde e segurança para o planeta.
Artigo escrito por Wellington Alves de Araujo, Engenheiro de Aplicação na Yokogawa.