TECNOLOGIA DE PLASMA

SOLUÇÃO INTELIGENTE PARA TRATAMENTO DE RESÍDUOS

O que é a Tecnologia de Plasma?

O plasma é conhecido como o quarto estado da matéria, e é muito encontrado no universo (em estrelas principalmente). No plasma há o aquecimento de gases havendo a quebra de suas moléculas em átomos simples gerando grande liberação de energia e ionização desses átomos.

Após ser triturado e superaquecido (a mais de 850ºC), o lixo, agora em sua forma gasosa, passa para um tanque que possui dois eletrodos e que passam uma altíssima corrente elétrica. Essa corrente é o que transforma esse material em plasma (devido à alta temperatura).

0 °C

2.000 > °C

100 °C

PLASMA

GASOSO

LÍQUIDO

SÓLIDO

DISSOCIAÇÃO MOLECULAR

4º estado da matéria com é conhecido na física

Como funciona a geração de energia?

ENTRADA RESÍDUO GASEIFICAÇÃO RESFRIAMENTO GÁS LIMPEZA GÁS OPÇÕES DE PRODUTOS

VAPOR

ETANOL

ELETRICIDADE

TODO TIPO DE RESÍDUO PODE SER USADO NA GERAÇÃO DE ENERGIA.RESÍDUO SÓLIDO URBANO, INDUSTRIAL (CLASSE I E II), HOSPITALAR, RESTO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO, SOLO CONTAMINADO , LÔDO DE ESGOTO, ETC...

Produtos resultantes do processo

Como resultado do processamento do lixo, por uma usina construída utilizando-se da Tecnologia de Plasma, objetem-se energia direta através de vapor, combustível liquido (etanol) e eletricidade que pode ser conectada a rede e distribuída.

Outro fator interessante é que toda a energia consumida pela planta de tratamento de resíduos e gerada por ela mesmo, sendo produzida cerca de 5 vezes mais energia do que a consumida por ela.

Tecnologia

A tecnologia é da multinacional Westighouse com mais de 120 anos de atuação no mercado de energia, através da sua divisão Alter NRG Corp.

Os estudos de gaseificação por plasma tem mais de 40 anos e atualmente tem plantas funcionando nos EUA, Japão, Índia e Canadá.

As plantas implementadas para tratamento exclusivo de resíduos sólidos e geração de energia estão em funcionamento desde 2002 no Japão, na Índia e devem entrar em operação na Inglaterra e China também.

Tocha de Plasma

A tocha de plasma, o coração do processo. É um projeto protegido por mais de 22 patentes em todo o mundo.

O equipamento pode atingir temperaturas de até 10.000 graus centigrados e funciona por mais de 600.000 horas.

A manutenção é muito simples e fácil, pois trata-se de um equipamento único sem partes acopladas ou móveis.

Evolução da aplicação

Comercial Comercial Leve ComercialPiloto Pequeno Porte

PILOT PLANTU.S.

48 TPD

YOSHII, SYNGAS & MIHAMA MIKATA

JAPAN24 TPD

UTASHINAIJAPAN

220 TPD

PUNEINDIA

78 TPD

TEESSIDE - UK950 TPDUNDER

CONSTRUCTION

SISTEMAS E SOLUÇÕES PARA GASEIFICAÇÃO WPC

P5• Até 100 tpd

de RSU• Até MW 5

energia

W15• Até 300 tpd de

RSU• Até MW 15

energia

G65• Até 1.000 tpd

de RSU• Até MW 50

energia

Área : 20.000 m² Área : 30.000 m² Área : 45.000 m²

Grande Porte

Usina funcionando - Japão

As usinas no Japão foram inauguradas em 2002 e 2003 respectivamente nas cidades de Utashinai e Mikata.

A primeira usina tem capacidade para processamento de 250 toneladas/dia de lixo por dia além de resíduos industriais e produz energia elétrica.

A segunda, foi construída pela Hitachi Metals, tem a capacidade instalada de 24 toneladas/dia e é dedicada ao processamento de resíduos industriais da própria fábrica e lodo de esgoto da cidade, produzindo vapor industrial.

Usina funcionando - Índia

Na Índia também existem 2 usinas em funcionamento nas cidades de Pune e Nagpur e estão funcionando desde 2010.

As usinas tem capacidade para processamento diário de 140 toneladas/dia de lixo e produtos com alto teor de contaminantes.

O processo dessa usinas tem a geração final de subprodutos tratados e vitrificados para usos diversos.

Usina funcionando - EUA

Esta usina está em funcionamento desde 2009 no estado americano da Pensilvânia em Pittsburgh.

A planta foi implementada pela empresa Coskata e tem como objetivo a transformação de lixo urbano e industrial diversos em etanol, produz atualmente cerca de 40.000 galões.

A planta passa atualmente por um processo de ampliação e deverá estar preparada para processar até 1.500 toneladas de resíduos sólidos industriais e lixo urbano até o final de 2015.

Usina em construção - China

O grupo industrial chinês de capital aberto Kaidi está construindo na província de Wuhan a sua primeira usina de processamento de resíduos industriais e lixo urbano.

A planta inicial terá capacidade para 150 toneladas/dia com transformação para energia elétrica.

Essa será uma planta piloto com previsão de funcionamento em 2014 ainda e já existem projetos para duas novas plantas com capacidade de processamento de 800 toneladas dia cada uma.

Este é o maior projeto de instalação de usina de Gaseificação por Plasma em andamento no mundo.

O investimento é da Companhia Air Products em Tees Valley e quando todo complexo estiver funcionando deverá ter capacidade de processamento de até 3.000 toneladas/dia de resíduos sólidos industriais, lixo urbano, lodo de esgoto e produtos perigosos.

A previsão é de que a usina entre em operação em 2015.

Usina em construção - Inglaterra

Usina em construção - Inglaterra

Atual estágio de construção - Fev/2014

Usina em construção - InglaterraInstalação do gaseificador

Usina em construção - Inglaterra

A planta da Air Products vai poder destruir cerca de 350.000 toneladas/ano de resíduos que não podem ser descartados no meio ambiente.

Terá capacidade de produção de 50 MW de energia por ciclo combinado ou seja, numa única planta haverá produção de energia a partir de turbinas usando gás e vapor ao mesmo tempo.

Será a maior usina desse tipo no mundo.

Índices de emissão de gases – Parâmetro Japão

EMISSÃO DE GASES: Performance operacional no Japão

Utashinai Mihama-Mikata

Parâmetros (units) Limite Apurado Limite Apurado

Ash (mg/m3) 40 <10 20 <16 - 17

Dióxido de Enxofre (ppmv) 120 <2 - 2 60 < 5

Oxido de Nitrogênio (ppmv) 150 79-130 150 69 - 84

Cloreto de Hidrogênio (mg/m3) 200 6 - 31 100 86 – 93

Total de Dioxinas (ng-TEQ/m3) 0.01 0.0020 - 0.0094 0.05 0.00004 – 0.0026

Nota: De acordo com a Agência do Meio Ambiente do Japão, todos os dados convertidos é de 12% de

oxigênio, 101kPa e 273K resumido a partir de pontos de dados disponíveis cobrindo o período de 2003-2007

LIMITE DE ESCÓRIA: Mihama-Mikata Slag JLT-46 Results

Metais Pesados Unit Limite máximo permitido na

legislação

Quantidade apurada na escória

JLT-46 Limite

Arsênico mg/L 0.001 <0.001 0.01

Cadmio mg/L 0.001 <0.001 0.01

Cromo VI mg/L 0.005 <0.005 0.05

Chumbo mg/L 0.001 <0.001 0.01

Mercúrio mg/L 0.0001 <0.0001 0.005

Selênio mg/L 0.001 <0.001 0.01

Índices de emissão de gases – Parâmetro Brasil

LIMITE DE EMISSÕES DE GASES

POLUENTES UNIDADEUTASHINAI

MIHAMA-MIKATA JAPAN LimitCONAMA 316/2002

CETESB E15.011

Oxido de Nitrogênio (NOx) ppmvd 79 - 130 150 297 (560 mg/m³)

Material em Partículas (PM) mg/dscm < 16 - 17 20 70

Dióxido de Enxofre (SO²) ppmvd < 5 60 107 (280 mg/m³)

Cloreto de Hidrogênio (HCl) ppmvd * 86 - 93 100 ** 53 (80 mg/m³)

Monóxido de Carbono (CO) ppmvd N/A 100 100

Mercúrio (Hg) μg/dscm N/A 80 280 (0,28 mg/dscm)

Dioxinas (PCDD/PCDF) ng/dscm 0,0020 - 0,0094 0,01 0,50

** limite de clorados inorgânicos num fluxo de até 1,8 kg/h. Os dados do *Japão são para 1.000 kg/h

LIMITE DE METAIS PESADOS - ESCÓRIAS (CINZAS)

METAIS PESADOS UNIDADEUTASHINAI

MIHAMA-MIKATA JAPAN JLT 46CONAMA 316/2002 CETESB

E15.011

Arsênico mg/m³ < 0,001 0,01 1,40

Cadmio mg/m³ < 0,001 0,01 0,28

Cromo VI mg/m³ < 0,005 0,05 7,00

Chumbo mg/m³ < 0,001 0,01 7,00

Mercúrio mg/m³ < 0,0001 0,005 0,28

Selênio mg/m³ < 0,001 0,01 1,40

ppmvd: parts per million volumetric dry ng/dscm: nanograms per dry standars cubic meter

mg/dscm: milligrams per dry standard cubic meter N/A : not available

μg/dscm: micrograms per dry standard cubic meter ppmv= (mg/m³)x(273,15 + °C)/ 12,187 x (massa molec.)

OBS: NOx (46,01); SO² (64,06); HCl (36,46) - pressão atmosférica , temp. 25 °C

Comparativo

Plasma X Aterro Sanitário

OCORRENCIAS PLASMA ATERRO

Implantação Complexa Simples

Licenciamento ambiental Simples Dificil

Manutenção Esporádica Permanente

Risco Ambiental Nulo GrandeContaminação de lençol freático e nascentes Nulo Possível

Destruição de resíduos industriais Total Parcial

Emissão de gases poluentes Nulo Grande

Destruição de contaminantes Total Impossível

Geração de receitas com processamento Grande Mínima

Tempo de exploração Ilimitado Limitado

Comparativo

Plasma X Incinerador

OCORRENCIAS PLASMA Incinerador

Implantação Complexa Difícil

Licenciamento ambiental Simples Simples

Manutenção Esporádica Grande

Risco Ambiental Nulo Pequeno

Danos Ambientais Nulo Nulo

Destruição de resíduos industriais Total Grande

Destruição de contaminantes Total Com restrições

Emissão de poluentes Nula Grande

Geração de receitas com processamento Grande Mínima

Tempo de exploração Ilimitado Ilimitado

Tour pela usina

Mikata - Japão

Tour pela usina

Mikata - Japão

Vista geral do prédio principal

Tour pela usina

Mikata - Japão

Sistemas de controle e comando

Tour pela usina

Mikata - Japão

A entrada do caminhão e descarga diretamente para o sistema de gaseificação

Tour pela usina

Mikata - Japão

Etapa de preparo para queima e geração de syngas

Tour pela usina

Mikata - Japão

Tocha de Plasma em operação

Tour pela usina

Mikata - Japão

Estruturas para condução de gás para transformação em energia

Projetos no Brasil

Parceria com a FIRJAN

A parceria com a Federação das Industrias do Estado do Rio de Janeiro tem como objetivo o desenvolvimento da tecnologia para destruição de resíduos industriais e também para a despoluição de áreas degradas por contaminantes.

Estão bem avançados os estudos para a implementação de um projeto piloto com a participação de Furnas.

Projetos no Brasil

Furnas

A tecnologia de gaseificação por plasma e a possibilidade do surgimento de usinas produzindo energia através dos resíduos industriais e urbanos levaram Furnas a assinar um protocolo de entendimentos com a RGT, representante técnico da Westinghouse no Brasil, para parcerias na implementação dos projetos e também para ser um cliente na aquisição da energia gerada.

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