Sistemas purificadores

Oil Tanker

Sistemas de depuração: Princípios de funcionamento

Os depuradores tornaram-se uma tecnologia importante e estabelecida no sector marítimo desde a introdução, em 2015, de zonas ECA de emissões de SOx na Europa e na América do Norte.

Como é que funcionam?

Os fluxos de gases de escape passam pelo depurador, onde está presente um material de depuração alcalino para neutralizar a natureza ácida dos gases e remover quaisquer partículas dos gases de escape.
O material de lavagem usado é então recolhido com a água de lavagem, que pode ser armazenada ou eliminada imediatamente como efluente. Os gases de escape limpos são expelidos para fora do sistema e para a atmosfera.
O material de depuração é escolhido pela sua capacidade de remover impurezas específicas - como SOx ou NOx - através de reacções químicas. Para efeitos de dessulfurização, os depuradores marítimos utilizam cal ou soda cáustica para produzir sais à base de enxofre após o tratamento, que podem ser facilmente descarregados, uma vez que são seguros para o ambiente.
Os depuradores podem utilizar água do mar, ou água doce com adição de sorventes de cálcio/sódio, ou pastilhas de cal hidratada, como meio de depuração devido à sua natureza alcalina. Com base no seu funcionamento, os depuradores marítimos podem ser classificados em versões húmidas e secas.

Tipos de depuradores

Depuradores a seco
Os depuradores secos utilizam cal sólida como material de depuração alcalino, que remove o dióxido de enxofre dos gases de escape. Os depuradores húmidos utilizam água, que é pulverizada nos gases de escape com o mesmo objetivo.
Depuradores húmidos
Os purificadores húmidos são ainda classificados em circuito fechado ou circuito aberto. Os depuradores em circuito fechado podem utilizar água doce ou água do mar como líquido de depuração. Quando é utilizada água doce, a qualidade da água que rodeia o navio não tem qualquer efeito no desempenho e nas emissões de efluentes do purificador. Os depuradores em circuito aberto consomem água do mar no processo de depuração.
Depuradores híbridos
Os depuradores híbridos podem utilizar os modos de funcionamento fechado e aberto, ao mesmo tempo ou alternando entre os dois. Os depuradores híbridos de água do mar podem funcionar em modo fechado ou aberto, sendo a água do mar utilizada como meio de depuração.
No interior de um depurador húmido, o líquido de depuração utilizado pode ser água do mar ou água doce com aditivos químicos. Os aditivos mais comummente utilizados são a soda cáustica (NaOH) e o calcário (CaCO3). O líquido de lavagem é pulverizado na corrente de gases de escape através de bocais para o distribuir eficazmente.
Na maioria dos depuradores, a conceção é tal que o líquido de depuração se move a jusante; no entanto, estão também disponíveis depuradores com um movimento a montante dos líquidos de depuração.
A entrada dos gases de escape situa-se na parte lateral ou na parte inferior da torre. As concepções garantem que os óxidos de enxofre presentes nos gases de escape passam através do líquido de depuração, reagindo com ele para formar ácido sulfúrico.
Quando diluído com água do mar alcalina, o ácido sulfúrico (que é altamente corrosivo por natureza) pode ser neutralizado. A água de lavagem é descarregada no mar alto depois de ser tratada num separador para remover quaisquer lamas e os gases de escape limpos passam para fora do sistema.
Os eliminadores de névoa são utilizados em torres de lavagem para remover qualquer névoa ácida que se forme na câmara, separando as gotículas presentes no gás de entrada do fluxo de gás de saída. Os regulamentos MARPOL exigem que a água de lavagem seja monitorizada antes de ser descarregada para garantir que o seu valor de PH não é demasiado baixo.

Sistema de lavagem de circuito aberto

Este sistema utiliza água do mar como meio de depuração e neutralização; não são necessários produtos químicos adicionais. O fluxo de escape do motor ou da caldeira passa para o depurador e é tratado apenas com água do mar alcalina - o volume desta água do mar depende do tamanho do motor e da sua potência.
Este sistema é extremamente eficaz, mas requer uma grande capacidade de bombagem, uma vez que utiliza uma grande quantidade de água do mar. Um sistema de circuito aberto funciona bem quando a água do mar utilizada para a depuração tem alcalinidade suficiente, mas a água do mar com uma temperatura ambiente elevada, bem como a água doce ou salobra, não são eficazes e não podem ser utilizadas.
Por estas razões, um depurador de circuito aberto não é considerado uma tecnologia adequada para zonas como o Báltico, onde os níveis de salinidade não são elevados.

Sistema de lavagem em circuito fechado

O sistema de circuito fechado funciona com base em princípios semelhantes aos do sistema de circuito aberto: utiliza água doce tratada com um produto químico (normalmente hidróxido de sódio) em vez de água do mar como meio de depuração. O SOx do fluxo de gases de escape é convertido em sulfato de sódio inofensivo.
Antes de ser recirculada para utilização, a água de lavagem de um sistema de lavagem em circuito fechado passa por um tanque de processo onde é limpa. Os navios podem transportar água doce em tanques ou gerar a água necessária a partir de geradores de água doce a bordo.
Pequenas quantidades de água de lavagem são removidas em intervalos regulares para tanques de retenção, onde pode ser adicionada água fresca para evitar a acumulação de sulfato de sódio no sistema. Um sistema de circuito fechado requer quase metade do volume de água de lavagem do que a versão de circuito aberto, mas o sistema requer mais tanques.
Estes incluem um tanque de processo ou tampão, um tanque de retenção através do qual é proibida a descarga para o mar, bem como um tanque de armazenamento capaz de regular a sua temperatura entre 20º e 50ºC para o hidróxido de sódio, que é normalmente utilizado como uma solução aquosa a 50%.