Como reduzir os COV (Compostos Orgânicos Voláteis)?
Para reduzir as emissões de compostos orgânicos voláteis (COVs) no âmbito da diretiva europeia, a indústria química tem a obrigação de implementar medidas estratégicas industriais de captação que combinam diferentes tecnologias, tais como a recuperação por criocondensação com azoto líquido ou a oxidação térmica. Este artigo detalha as técnicas mais essenciais para reduzir as emissões das unidades de produção. Dirigido a engenheiros HSE e diretores técnicos que pretendem otimizar as suas instalações, este guia explora as Melhores Técnicas Disponíveis (MTD) para garantir o cumprimento estrito dos valores limite de emissão (VLE) impostos pela Diretiva IED, no âmbito dos documentos BREF (Best Available Techniques Reference) associados.
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Highlights
• Aplicação rigorosa das Melhores Técnicas Disponíveis (MTD) segundo os BREF europeus.
• Priorização da recuperação de solventes por condensação criogénica ou adsorção.
• Utilização de oxidação térmica regenerativa (RTO) para fluxos com débitos elevados e baixa concentração.
• Implementação de programas LDAR (Leak Detection and Repair) para minimizar as emissões fugitivas nas instalações.
A redução dos COV representa um imperativo industrial na Europa, ditado pela Diretiva 2010/75/UE (IED). Na lógica da evolução para a diretiva IED 2.0, bem como no âmbito do Pacto Ecológico Europeu (Green Deal), a indústria química tem a obrigação de implementar medidas estratégicas para diminuir as emissões de COVs. Esta ação impõe uma hierarquia faseada: a redução na fonte e a recuperação de substâncias valorizáveis. A especialização técnica contribui para a seleção da tecnologia mais adequada em função da concentração, do débito e das características químicas dos poluentes emitidos a nível dos ambientes industriais do setor.
Quadro regulamentar relacionado com o controlo de emissões e os desafios industriais europeus
Quais são as normas europeias aplicáveis?
A Diretiva IED (Industrial Emissions Directive) bem como os documentos BREF (Best Available Techniques Reference) regulamentam as instalações que emitem COVs, incluindo as do setor químico. Estes documentos estabelecem Valores Limite de Emissão (VLE) rigorosos, com limites frequentemente inferiores a 20 mg/Nm³. As empresas devem obter autorizações de exploração baseadas na aplicação das Melhores Técnicas Disponíveis (MTD). Qualquer derrogação a estes valores pode expor os industriais a pesadas sanções administrativas.
Que plano de ação implementar relativamente às emissões industriais de uma instalação?
O plano de ação inicia-se com uma auditoria exaustiva das zonas de emissão, distinguindo as emissões canalizadas das fontes de emissões fugitivas. A instalação tem a obrigação de priorizar a substituição dos solventes mais voláteis ou tóxicos. De seguida, deve ser efetuada a implementação de sistemas de monitorização contínua (CEMS), com o objetivo de garantir o cumprimento sistemático dos VLE (Valores Limite de Emissão). Por fim, procede-se à escolha das tecnologias de captação em conformidade com as exigências da diretiva europeia para o setor químico.
Tecnologias de recuperação de solventes valorizáveis
Porque escolher a condensação criogénica?
A condensação criogénica, que utiliza azoto líquido, representa a tecnologia ideal para fluxos com elevada concentração e baixo débito. Esta técnica tem a vantagem de captar inúmeros solventes com um elevado grau de pureza, o que favorece a sua reintegração direta na produção. Trata-se de uma solução particularmente relevante para produtos de elevado valor acrescentado. Além da redução das emissões, oferece um ROI vantajoso graças à poupança de matérias-primas e à ausência total de produção de resíduos secundários, contribuindo para a descarbonização da indústria.
Que vantagens apresenta a tecnologia de adsorção com carvão ativado?
A adsorção de emissões resultantes da atividade industrial representa uma tecnologia amplamente implementada para captar os COV em fluxos gasosos diluídos. As moléculas de poluentes são adsorvidas por carvão ativado poroso e, posteriormente, regeneradas por um gás inerte, numa lógica de recuperação dos solventes após condensação. É um método flexível que permite captar uma grande variedade de moléculas.
A captação de COV através da tecnologia de oxidação térmica
Quando utilizar a oxidação térmica regenerativa (RTO)?
A oxidação térmica regenerativa (RTO) representa a solução de referência para captar grandes volumes de ar com baixas concentrações de COV. Operando a 800 °C, esta técnica destrói os compostos orgânicos com uma eficiência de até 99%. Além disso, as instalações integram um sistema interno de recuperação de calor que minimiza o volume de combustível auxiliar, permitindo um funcionamento totalmente autónomo quando as concentrações de COV no efluente são elevadas.
Podem reutilizar-se os solventes com a oxidação térmica?
No que diz respeito à valorização de produtos no âmbito das tecnologias de captação de COV na indústria química, e ao contrário dos métodos de destruição térmica utilizados, apenas a criocondensação apresenta a vantagem de recuperar os solventes líquidos. Estes últimos podem reintegrar o ciclo de produção, com o objetivo de otimizar a compra de matérias-primas. Para além disso, a oxidação térmica utiliza a tecnologia de combustão para destruir os COV com consequente produção de dióxido de carbono (CO₂), o que contraria as ambições da indústria química de descarbonizar os seus processos de produção.
Otimização da exploração dos sistemas instalados
De que forma otimizar as emissões fugitivas industriais?
As emissões fugitivas referem-se essencialmente a fugas em válvulas, flanges, conectores e sistemas de pressurização, por exemplo. A implementação de um programa LDAR (Leak Detection and Repair) rigoroso permite facilitar a redução destas emissões fugitivas. Na Europa, as MTD impõem a utilização periódica de câmaras térmicas de infravermelhos ou de detetores portáteis. Uma estanqueidade perfeita das instalações apresenta a vantagem de evitar a emissão de gases de efeito de estufa, otimizando simultaneamente a segurança dos trabalhadores da instalação.
Como otimizar a redução das emissões de COV de forma simples?
- Instalar no projeto da instalação um sistema de aspiração de COV durante a construção, por exemplo, podem utilizar-se campânulas de aspiração com carvão ativado para evitar a dispersão de COV no ar ambiente.
- Substituir produtos com quantidades importantes de COV e optar por substâncias com menor teor de COV, sempre que o processo de produção industrial o permita.
- Otimizar a produção industrial para, por exemplo, minimizar as emissões através do ajuste preciso e da otimização dos parâmetros de produção.
- Realizar auditorias internas regulares focadas na estanqueidade dos equipamentos industriais relativamente aos COV.
- Promover práticas de gestão de resíduos que reduzam as emissões recorrendo à utilização de sistemas de armazenamento fechados (para materiais como colas, vernizes ou benzeno), à reciclagem de solventes e à eliminação adequada dos resíduos.
- Formar as equipas para os riscos dos COV em perfeita articulação com o plano de segurança da instalação.
Tableau comparatif entre les différentes technologies de réduction des COV
| Tecnologia | Tipo de ação | Vantagens | Inconvenientes |
|---|---|---|---|
| Criocondensação com azoto líquido | Recuperação | Valorização: reutilização de solventes puros. Amplamente implementada para fluxos com elevadas concentrações. | Investimento dispendioso, mas compensado pela valorização de solventes de elevada pureza. |
| Adsorção (Regeneração com azoto) | Recuperação | Competitiva para baixas concentrações, fluxos com elevada diluição. | Possibilidade de reações exotérmicas no carvão ativado com determinados solventes (as cetonas). |
| Oxidação Térmica (RTO) | Destruição | Tecnologia de referência para captar grandes volumes de ar com baixas concentrações de COV. | Produção de NOx, CO₂. Proibida para solventes halogenados que se evaporam facilmente. |
| Oxidação Catalítica | Destruição | Menos energética (300-450 °C), logo com menos emissões de NOx do que a tecnologia de oxidação térmica RTO. | Custos elevados relacionados com o investimento inicial e a substituição do catalisador. |
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