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Introdução
Compostos Orgânicos Voláteis (COVs) tornaram-se um foco ambiental importante à medida que as indústrias globais avançam rumo a uma produção mais limpa e sustentável. Esses compostos, amplamente encontrados nos setores de processamento químico, metalurgia, revestimento, impressão e muitos outros ramos industriais, representam riscos significativos para a qualidade do ar, a saúde humana e a estabilidade ecológica. À medida que as regulamentações ambientais se tornam mais rigorosas em todo o mundo, as indústrias precisam adotar sistemas eficientes de controle de COVs para reduzir emissões e garantir conformidade.
Este artigo apresenta uma visão detalhada sobre como os COVs são gerados nos principais setores industriais e explora as tecnologias mais eficazes para seu tratamento. Desde o processamento químico do carvão até a impressão e embalagem, compreender esses mecanismos é essencial para projetar soluções que sejam ao mesmo tempo ambientalmente corretas e economicamente viáveis.
O Que São COVs?
Compostos Orgânicos Voláteis são uma ampla classe de produtos químicos à base de carbono com alta pressão de vapor à temperatura ambiente, permitindo que evaporem facilmente para o ar. Os COVs geralmente incluem substâncias com ponto de ebulição à pressão normal entre 50°C e 260°C ou aquelas com pressão de vapor saturada acima de 133,32 Pa em condições ambientes.
Categorias Comuns de COVs
Com base na estrutura química, os COVs dividem-se em oito grupos principais:
Alcanos
Hidrocarbonetos aromáticos
Alcenos
Hidrocarbonetos halogenados
Ésteres
Aldeídos
Cetonas
Outros compostos orgânicos
Exemplos típicos de COV
Hidrocarbonetos aromáticos: benzeno, tolueno, xileno, estireno
Hidrocarbonetos em cadeia: butano, componentes da gasolina
Hidrocarbonetos halogenados: tetraclorometano, clorofórmio
Álcoois e aldeídos: metanol, acetaldeído, acetona
Ésteres: acetato de etila, acetato de butila
Outros: acetonitrilo, acrilonitrilo, clorofluorocarbonetos
Esses compostos provêm da combustão de combustíveis, reações químicas, evaporação de solventes e diversos processos industriais. Devido à sua alta reatividade e toxicidade, os COVs exigem controle sistemático.
Principais Fontes Industriais de Emissões de COVs
1. COVs na Indústria Química do Carvão
O setor químico do carvão é um dos maiores contribuintes industriais para as emissões de COVs. Os COVs originam-se principalmente de dois processos:
Coqueificação do carvão
Gaseificação do carvão em gás sintético
1.1 Emissões de COV durante a coquefação do carvão
A coquefação envolve o aquecimento do carvão a altas temperaturas, fazendo com que compostos orgânicos complexos se volatilizem. As emissões ocorrem principalmente em duas fases:
A. Etapa de Carregamento do Carvão
Quando o carvão bruto é carregado nos fornos de coque a alta temperatura, entra em contato com superfícies quentes e libera uma mistura de:
Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos
Vapor de alcatrão
Gases orgânicos
Esses poluentes contribuem para riscos ocupacionais e contaminação ambiental.
B. Área de Recuperação de Subprodutos da Coquefação
As áreas principais incluem a unidade de condensação, a unidade de dessulfurização, a unidade de sulfato de amônio e a unidade de benzeno bruto. Cada uma gera perfis diferentes de COVs:
Seção de Condensação
Emissões: amônia, sulfeto de hidrogênio, naftaleno, COVs mistos
Fontes: tanques de alcatrão, tanques de água amoniacal, tubulações, selos d'água
Características: alta concentração, grandes flutuações, gás rico em umidade
Seção de Dessulfurização e Sulfato de Amônio
Emissões: gases contendo enxofre, amônia, pequeno teor de COVs
Emissões contínuas com altas concentrações de amônia
Seção de Benzeno Bruto
Emissões: benzeno, tolueno, xileno
Volume de gás pequeno, mas concentração muito alta
Área de Tratamento de Efluentes
Emissões: benzeno, fenóis, sulfetos, compostos orgânicos nitrogenados
Proveniente de tanques de equalização, tanques de acidente, tanques anaeróbicos, tratamento de lodo
Essa combinação torna o tratamento desafiador devido à sua composição complexa.
1.2 Compostos Orgânicos Voláteis na Gaseificação do Carvão e Produção de Gás Natural
Usinas de gaseificação do carvão produzem gases residuais contendo COVs durante:
Lavagem com metanol em baixa temperatura
Tanques de armazenamento de gás/líquido (perdas por respiração)
Tratamento de Esgoto
Unidades de armazenamento de óleo
A. Gás de escape da lavagem de metanol em baixa temperatura
Este fluxo inclui:
Metano
Etileno, etano
Propano, propileno
Vapor de metanol
É difícil de reutilizar e normalmente é tratado com RTO (Oxidador Térmico Regenerativo) para incineração completa.
Por que RTO em vez de RCO?
Os catalisadores de RCO são vulneráveis ao envenenamento por enxofre e têm regeneração limitada, tornando o RTO mais robusto para aplicações em indústrias químicas do carvão.
B. Perdas por Respiração do Tanque de Armazenamento
Tanques de armazenamento de gás/líquido liberam vapores contendo compostos de enxofre, amônia e COVs durante mudanças de temperatura e pressão. Esses gases também requerem oxidação térmica.
C. COVs no Tratamento de Águas Residuárias
Essas emissões surgem principalmente de:
Tratamento preliminar (separação de óleo, equalização, acidificação)
Tanques de aeração
Salas de desidratação de lodo
As concentrações variam drasticamente, e o teor de umidade é elevado.