Estudo de caso industrial: retrofit de um sistema multiestágio de remoção de COV e desodorização em uma linha de reciclagem de garrafas de r-HDPE pós-consumo de 1,200 kg/h, alcançando 96.8% de eficiência de remoção de COV.
Este estudo de caso industrial documenta o retrofit de uma linha existente entregue a uma instalação de reciclagem de plástico pós-consumo que processa 1,200 kg/h de flocos de garrafas sopradas de polietileno de alta densidade pós-consumo (r-HDPE) — garrafas de leite, frascos de detergente e embalagens de xampu. Antes deste retrofit, emissões severas de compostos orgânicos voláteis (COV), vapores de aerossol oleoso e odores pungentes de surfactantes degradados, provenientes dos respiros de vácuo da extrusora e da coifa de pelotização com anel de água, criavam condições de trabalho insuportáveis na oficina e excediam os limites locais de conformidade da qualidade do ar ambiente municipal.
Para eliminar as emissões da fábrica, proteger a saúde dos trabalhadores e produzir pellets de r-HDPE premium de baixo odor, adequados a embalagens circulares PCR, nossa equipe de engenharia entregou e integrou um sistema abrangente e multiestágio de abatimento de emissões industriais e desodorização de COV. A instalação conta com coifas de captação a pressão negativa de alta eficiência nos dois respiros de desgaseificação da extrusora e na coifa do anel de água, um coalescedor mecânico de névoa oleosa em aço inoxidável, um precipitador eletrostático (ESP), um vaso de adsorção em leito profundo de carvão ativado e um ventilador centrífugo de tiragem induzida ligado a uma chaminé de exaustão de 15 metros. O monitoramento de emissões após o comissionamento confirmou uma eficiência de purificação de hidrocarbonetos não metânicos (NMHC) de 96.8% e reduziu a concentração de odor na oficina de > 1,500 OU para ≤ 30 OU.
Evidência
Aqui só é mostrado material que o cliente autorizou para publicação.
A situação
Um projeto é lido a partir das condições com que começou — o perfil, os antecedentes e as restrições são do cliente, e o resultado só tem significado ao lado delas.
Capturar e tratar 100% das emissões fugitivas dos respiros de desgaseificação da extrusora e da coifa da pelotizadora; atingir emissões de hidrocarbonetos não metânicos (NMHC) < 20 mg/m³ na chaminé de exaustão e reduzir a concentração de odor na oficina para ≤ 30 OU (unidades de odor) sem gerar contrapressão nas bombas de vácuo da extrusora.
Uma empresa consolidada de reciclagem de plástico pós-consumo no Leste da China, que opera três linhas de pelotização por extrusão multiestágio, com capacidade anual combinada de 25,000 toneladas de grânulos de HDPE reciclado (r-HDPE) de alta qualidade para contêineres industriais e tubos de drenagem.
Os flocos de garrafas de HDPE pós-consumo frequentemente carregam resíduos persistentes de detergentes de lavanderia, óleos de cozinha, surfactantes de fragrância e tintas de impressão. Ao serem fundidos a 200°C–230°C no barril da extrusora, esses contaminantes sofrem dessorção térmica severa e craqueamento parcial, liberando hidrocarbonetos voláteis de cadeia curta, acroleína, ácidos graxos e odores orgânicos nocivos que violam os padrões de descarga ambiental.
A linha de reciclagem de r-HDPE existente, de 1,200 kg/h, com extrusora monofuso, operava com pelotizador aberto de anel de água e dois respiros de desgaseificação a vácuo ventilando diretamente para a atmosfera da oficina. A concentração ambiente de COV na oficina excedia 85 mg/m³, com denso acúmulo de névoa oleosa nas estruturas metálicas do telhado e reclamações recorrentes das instalações vizinhas do parque industrial.
O sistema precisava ser instalado como retrofit sem alterar a eficiência de desgaseificação a vácuo da extrusora existente (-0.095 MPa), e a área externa disponível ficou restrita a um corredor de equipamentos de 8.5 m x 3.5 m ao lado do muro perimetral da planta.
Entrega
O escopo abaixo é o que este projeto recebeu efetivamente; a configuração registrada é a acordada para esta entrega, e não uma ficha atual do produto.
Projetamos um sistema integrado de abatimento multiestágio de 15,000 m³/h: coifas de captação a pressão negativa em SUS304 nas duas câmaras de desgaseificação da extrusora e na coifa da pelotizadora -> tubulação em SUS304 com vaso de separação de condensado -> eliminador de gotas de malha metálica inoxidável de alta velocidade -> precipitador eletrostático de alta tensão em dois estágios (ESP) para captura de aerossóis -> leito profundo de carvão ativado virgem colunar de 6.0 m³ (índice de iodo ≥ 950 mg/g) -> ventilador centrífugo de tiragem induzida de 15 kW à prova de explosão -> chaminé de emissão externa de 15 m.
Optamos por um sistema multiestágio de desnévoa mecânica + precipitação eletrostática (ESP) + carvão em leito profundo em vez de oxidação térmica direta (RTO) porque o volume de exaustão (15,000 m³/h) carregava gotículas de óleo submícron significativas, que obstruiriam o meio cerâmico do RTO, enquanto a adsorção em carvão oferece baixo custo operacional de energia e retorno rápido do investimento para cargas de reciclagem intermitentes.
As coifas de captação em SUS304 foram projetadas sob medida com vedações de silicone estanques a gás, contornando exatamente os respiros de vácuo da extrusora e a calha da pelotizadora, equipadas com dampers manuais de balanceamento contrapesados para evitar que a infiltração de ar sobrecarregue o sistema.
Skid principal de abatimento da exaustão industrial, tratando todas as correntes de exaustão dos respiros de vácuo e da pelotização.
Unidade totalmente montada em skid, instalada ao ar livre junto à baía de extrusão e interligada ao PLC mestre.
Captura mais de 98% dos vapores fugitivos diretamente nos dois respiros de desgaseificação e na coifa de corte com anel de água.
Incluiu 45 metros de dutos em SUS304 com purgadores de condensado.
Ioniza e coleta aerossóis oleosos submícron e gotículas de plastificante para evitar a saturação do leito de carvão.
Inclui extinção automática de centelhas e painel de regulação de alta tensão.
Calibração do balanceamento de ar, ligação elétrica e aprovação da conformidade de emissões.
Incluiu treinamento de manutenção para operadores em limpeza de placas do ESP e substituição de carvão.
Verificação
Testado em fábrica
O skid completo de tratamento de COV passou por testes de simulação em fábrica antes do despacho: verificação do balanceamento dinâmico do ventilador, ensaio de ruptura dielétrica de alta tensão do ESP a 75 kV e teste de estanqueidade sob pressão no corpo do vaso de carvão.
Enviado
O skid de tratamento e os dutos inoxidáveis pré-fabricados foram transportados em dois caminhões prancha de 13.5 metros, com todos os componentes protegidos contra intempéries e acondicionados em caixas.
Instalado
O skid externo foi posicionado sobre uma base de concreto junto ao muro da planta. Os dutos de aço inoxidável foram conduzidos por penetrações em nível elevado até os respiros da extrusora durante uma parada programada de manutenção de 36 horas, sem nenhuma parada de produção não planejada.
Comissionado
O sistema foi comissionado ao longo de três turnos de produção consecutivos de 8 horas, com a linha de reciclagem de r-HDPE do cliente operando em plena capacidade de 1,200 kg/h. Sondas de amostragem de gás mediram as concentrações de NMHC na entrada e na saída, a estabilidade da corrente do ESP e a perda de carga no leito de carvão ativado.
Em funcionamento Verificado
O sistema opera de forma contínua há mais de 14 meses, em regime 24/7. A manutenção de rotina consiste em lavagem mensal das placas coletoras do ESP com água quente em alta pressão e substituição anual do carvão ativado.
Resultados
Cada resultado indica a sua evidência. Um valor sem o método e as condições que o sustentam não seria um resultado digno de citação.
580 18.5
mg/m³
As emissões de hidrocarbonetos não metânicos (NMHC) na chaminé caíram de 580 mg/m³ para 18.5 mg/m³, alcançando 96.8% de eficiência de remoção de COV e atendendo com folga aos padrões ambientais locais (< 50 mg/m³).
Evidência Confirmação do cliente
Relatório de ensaio ambiental certificado por laboratório CMA de terceira parte.
1500 30
OU (adimensional)
A concentração de odor na exaustão foi reduzida de mais de 1,500 OU para ≤ 30 OU, eliminando completamente os vapores plásticos acre e os odores pungentes de perfume nos receptores industriais do entorno.
Evidência Registro de comissionamento
Registro de ensaio de análise sensorial por olfatometria.
O controle integrado de tiragem a pressão negativa impediu qualquer acúmulo de névoa oleosa nas linhas de vácuo da extrusora, mantendo a desgaseificação a vácuo estável sem uma única parada da planta relacionada a emissões em mais de um ano.
Evidência Confirmação do cliente
Registro de entrevista com o gerente da planta do cliente.
Detalhes
Projetamos um sistema integrado de abatimento multiestágio de 15,000 m³/h: coifas de captação a pressão negativa em SUS304 nas duas câmaras de desgaseificação da extrusora e na coifa da pelotizadora -> tubulação em SUS304 com vaso de separação de condensado -> eliminador de gotas de malha metálica inoxidável de alta velocidade -> precipitador eletrostático de alta tensão em dois estágios (ESP) para captura de aerossóis -> leito profundo de carvão ativado virgem colunar de 6.0 m³ (índice de iodo ≥ 950 mg/g) -> ventilador centrífugo de tiragem induzida de 15 kW à prova de explosão -> chaminé de emissão externa de 15 m.
Informe-nos o material, o processo e o resultado que você precisa alcançar. Os detalhes técnicos podem ser completados mais tarde, em conjunto com a nossa equipe de vendas.
