TRATAMENTO FOSFATO OU TRATAMENTO POR DISPERSÃO?

INTRODUÇÃO O tratamento de água em Sistemas de Geração de Vapor, destina-se ao controle de DEPÓSITOS, CORROSÃO e ARRASTE QUÍMICO. Particularmente no controle de DEPÓSITOS, o profissional responsável pela escolha do tratamento mais adequado, se depara com opções entre tratamento por seqüestração (fosfato) e tratamentos por dispersão (fosfonatos, dispersantes poliméricos, etc.). Neste texto, abordamos aspectos que podem auxiliar na escolha mais adequada do tratamento a ser empregado. CAUSADORES DE DEPÓSITOS Os principais agentes causadores de DEPÓSITOS nos Sistemas de Geração de Vapor podem ser divididos em dois tipos: AGENTES CAUSADORES DE INCRUSTAÇÃO: pela precipitação de sais dissolvidos, tais como: Carbonato de Cálcio Silicato de Cálcio Sulfato de Cálcio Silicato de Ferro e Sódio Silicatos de Alumínio e Sódio Dióxido de Silício Hidróxido de Magnésio AGENTES CAUSADORES DE DEPOSIÇÕES: pela aglutinação de sólidos suspensos, tais como: Lama de Tratamento Óxido de Ferro Material Orgânico Argila CONTROLE DAS INCRUSTAÇÕES TRATAMENTO POR FOSFATOS Reações Desejáveis: Bicarbonato de Cálcio + Fosfato + Alcalinidade Hidróxida Lama de Fosfato Básico Tricálcico (Hidroxiapatita de Cálcio) Bicarbonato ou Cloreto de Magnésio + Sílica + Alcalinidade Hidróxida Lama de Hidroxissilicato de Magnésio (serpentina) Reações Indesejáveis: Bicarbonato de Cálcio + Fosfato Alto + Baixa Alcalinidade Hidróxida Fosfato de Cálcio Bicarbonato ou Cloreto de Magnésio + Fosfato Alto Fosfato de Magnésio Ferro férrico ou ferroso + Fosfato Alto Fosfato de Ferro Todas as reações envolvidas num tratamento por Seqüestração por Fosfatos são de natureza estequiométrica, ou seja, uma quantidade fixa de cálcio sempre requer uma determinada quantidade de Fosfato para precipitar como sólido suspenso desejável ou indesejável. TRATAMENTO POR DISPERSÃO Bicarbonato de Cálcio + Dispersante Alta Concentração Composto Solúvel (Quelação Estequiométrica) Bicarbonato de Cálcio + Dispersante Cristais Submicroscópicos de Carbonato de Cálcio (Dispersão Subestequiométrica Submicroscópica) Bicarbonato de Cálcio + Dispersante Baixa Concentração Cristais macroscópicos de Carbonato de Cálcio (Dispersão Subestequiométrica coloidal) Bicarbonato ou Cloreto de Magnésio + Sílica + Alcalinidade Hidróxida Lama de Hidroxissilicato de Magnésio (serpentina) Os mecanismos de Dispersão sub e macroscópicos dos cristais ocorrem pelo efeito THRESHOLD, no qual poucas moléculas de um produto dispersante impedem a deposição/incrustação de um número grande de moléculas de Carbonato de Cálcio (mecanismo não estequiométrico). TRATAMENTO CONVENCIONAL x TRATAMENTO POR SOLUBILIZAÇÃO TOTAL REASSOR - STR        TRATAMENTO CONVENCIONAL (POR FOSFATOS)         VANTAGENS: Custo direto do tratamento químico relativamente mais baixo, dependendo do nível de dureza da água de reposição e da necessidade de dosagem dos outros produtos de tratamento (dispersante, seqüestrante de oxigênio). Facilidade de controlar o residual de produto necessário para a precipitação.        DESVANTAGENS: A dosagem insuficiente do seqüestrante resulta em precipitação de carbonato de cálcio e silicato de cálcio que formam incrustações duras aderentes e isolantes. A dosagem excessiva do seqüestrante resulta em precipitação de fosfato de cálcio, fosfato de ferro, fosfato de magnésio, fosfato trissódico, que formam deposições isolantes. Teores elevados de ferro na água de alimentação resultam numa ação ligante deste ferro sobre as lamas moles desejadas (hidroxiapatita de cálcio e serpentina), transformando-as em deposições isolantes. Geração de sólidos suspensos (lama) na relação direta com a dureza total esperada na água da caldeira (ciclo de concentração x dureza total na reposição), os quais, tendem a decantar sobre as tubulações em períodos de parada, nem sempre são dispersados no reinicio da operação do equipamento. Geração de sólidos suspensos que tendem a se concentrar nas regiões baixas da caldeira, inclusive nos coletores da fornalha que alimentam os tubos das paredes da água, que estão expostos a condições extremas de troca térmica. Como as descargas nestes coletores são deficientes para uma ação efetiva na remoção das lamas em toda sua extensão, há um arraste desta lama para os tubos de troca térmica, potencializando a tendência de deposição nas paredes d’água da fornalha. Um regime de purgas deficiente e oscilações significativas na produção de vapor, também possibilitam a deposição dos sólidos suspensos gerados. A dosagem do produto a base de fosfato deve ser preferencialmente direto na caldeira, pois na linha de alimentação causa problemas de deposição e até entupimento. O custo indireto do tratamento a base de fosfato será tanto mais elevado quanto for o nível de deposição sobre a superfície de troca térmica, ocasionando um aumento do consumo de combustível normalmente de difícil mensuração. Pode-se considerar que a cada 1 mm de deposição/incrustação, o gerador de vapor tenha sua eficiência de troca térmica diminuída em 5 a 10%.        TRATAMENTO POR SOLUBILIZAÇÃO TOTAL REASSOR        VANTAGENS: Dosagens excessivas de dispersante não causam qualquer tipo de problema. O programa por SOLUBILIZAÇÃO TOTAL REASSOR apresenta três mecanismos de ação sobre compostos causadores de incrustações os quais são: por seqüestração, por dispersão submicroscópica e por dispersão macroscópica de cristais (vide esquema anexo). A geração de baixa quantidade de sólidos suspensos proporciona menos riscos de deposições e paralelamente a ação do ferro como ligante de lamas é mais facilmente controlada. A quantidade dos sólidos suspensos gerados não é proporcional à quantidade de dureza alimentada. Apresenta condições de ação sobre depósitos já formados, fragilizando-os e permitindo a sua remoção gradual. Os equipamentos operando em regime intermitente não sofrem deposições resultantes da presença de sólidos suspensos. A dosagem dos produtos num programa por SOLUBILLIZAÇÃO TOTAL REASSOR, pode ser efetuada diretamente no tanque de alimentação ou desaerador, promovendo a dispersão do óxido de ferro e outros sólidos suspensos já na pré-caldeira.          DESVANTAGENS: Dificuldade no controle do residual do produto dispersante existente no equipamento. A dosagem insuficiente do dispersante pode resultar em precipitação de carbonato de cálcio e silicato de cálcio que formam incrustações duras aderentes e isolantes.        CONCLUSÕES O controle das incrustações/deposições através do Programa por SOLUBILIZAÇÃO TOTAL REASSOR demonstra uma ampla vantagem sobre o controle através do Programa Convencional (fosfatos). Geradores de vapor cada vez mais compactos e eficientes, apresentam restrições em relação à sólidos suspensos e preferencialmente devem ser tratados com tratamentos por dispersão. É importante salientar que a eficiência de um programa por dispersão está diretamente relacionado com a composição do produto utilizado para este fim. Programas por dispersão com produtos compostos principalmente de fosfonatos e/ou fosfino carboxilatos, atuam somente por dois mecanismos: seqüestração e dispersão submicroscópica. O programa por Solubilização Total Reassor com produtos compostos principalmente por polímeros de última geração (poliacrilatos modificados, copolimeros e terpolimeros acrílicos), atua por três mecanismos: seqüestração, dispersão submicroscópica e dispersão macroscópica de cristais (vide esquema anexo). Este último mecanismo está ligado principalmente ao controle de sólidos suspensos e macrocristais, o que resulta em ampla vantagem do programa adotado pela Reassor Química. MECANISMO DE AÇÃO DO PROGRAMA POR SOLUBILIZAÇÃO TOTAL REASSOR - STR