Apresentacao ter 02
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O documento descreve a tecnologia WSA-DC de nova geração da Topsøe para produção de ácido sulfúrico. A WSA-DC permite tratar gases com alto teor de SO2 até 13% com alta conversão e eficiência energética através de dupla conversão e condensação. Isso representa uma melhoria em relação à tecnologia WSA convencional e à DCDA, combinando as vantagens dessas tecnologias.
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- 1. Cobras 2009 – Florianópolis, Brazil Torben Christensen WSA-DC – tecnologia Topsøe WSA de nova geração para gases com maior teor de SO2 e alta conversão
- 2. Marcos Topsøe para tecnologia H2SO4 Final dos anos 70 Tecnologia WSA desenvolvida e comercializada 1980 Primeira planta comercial WSA em operação 1991 Primeira planta SNOX em operação Melhoria progressiva e desenvolvimento de catalisadores WSA e VK 2008 Planta WSA Nº 80 2008/9 Introdução de WSA-DC
- 3. Tecnologia WSA - “o conceito” Converte SO2 em gases residuais em ácido sulfúrico de especificação comercial Trata gases residuais com umidade, não é necessária secagem de gases Sem consumo de químicos ou aditivos Sem geração de efluentes Processo simples, eficiente, confiável e competitivo Mais de 85 plantas contratadas
- 4. Hot combustion air Acid cooling Ácido produto Água de resfriamento Conversão de SO2 Resfria- mento de gás Condensa- ção de ácido Gás c/ H2S / Enxofre filtrado Queima H2SO4 (gas) = H2SO4 (liquid) + 90 kJ/mole Vapor superaquecido AP Ar atmosférico Retorno de água de resfriamento Gás de processo limpo p/ chaminé H2S + 1.5 O2 = H2O + SO2 + 518 kJ/mole Combustão SO2 + ½O2 = SO3 + 99 kJ/mole OxidaçãoHidratação SO3 + H2O = H2SO4 (gas) + 101 kJ/mole CondensaçãoAlta geração de vapor de alta pressão, 2-3 t/t ácido produzido Baixo consumo de água de resfriamento, 8-9 m3/t ácido produzido Princípios do processo WSA, H2S e enxofre
- 5. Tecnologia WSA Incinerador Caldeira Tambor de vapor Soprador de ar combustão Conversor de SO2 Condensador WSA Soprador ar resfriam. Tanque de ácido Bomba ácido Resfriador ácido Resfriador de gás de processo 1º e 2º resfriado- res entre leitos BFW Gás H2S Gás para partida Vapor p/ exportação Gás limpo Ácido sulfúrico produto CW Chaminé Ar de combustão
- 6. Entrada de ar resfriamento Saída de gás limpo Saída de ar aquecido Detalhes do condensador WSA Ácido sulfúrico Entrada gás ácido
- 7. Arranjo de planta WSA, gás H2S e enxofre Gás H2S Sistema vapor Vapor superaquecido Conversor de SO2 Bomba ácido Resfr. ácido Ácido produto Ar de combustão Soprador Gás da chaminé Soprador Condensador WSA Resfr. entre leitos Resfr. gás proc. Incinerador Ar
- 8. Arranjo de planta WSA, gás H2S e enxofre
- 9. Plantas WSA – situação atual Referências: 85 referências de plantas em refino, metalúrgica, gaseificação, coking, geração elétrica, etc. Correntes até 1.200.000 Nm3/hr e 1.140 MTPD H2SO4 Performance: Concentração SO2 até 6.5% Conversão catalítica 99.6% Concentração H2SO4 limitada a 98% Alta eficiência energética Alta eficiência energética
- 10. WSA vs. DCDA convencional Planta DCDA convencional GAS SO2 DA LAVAGEM SECAGEM ABSORÇÃO ABSORÇÃO H2SO4 CONVERSÃO CALOR EXPORTADO PERDA CALOR CONVERSÃO Alta conversão Média eficiência energética PERDA CALOR CALOR EXPORTADO PERDA CALOR Planta WSA H2SO4 GAS SO2 DA LAVAGEM CONDENSAÇÃOCONVERSÃO Média conversão Alta eficiência energética CALOR EXPORTADO CALOR EXPORTADO
- 11. Como atingir alta conversão e alta eficiência energética?
- 12. Dupla conversão propicia alta eficiência de conversão Condensação propicia alta eficiência energética WSA-DC consegue tratar concentrações de SO2 até 13% v/v Nova tecnologia Topsøe WSA-DC GAS SO2 H2SO4 CONDENSAÇÃO CONDENSAÇÃOCONVERSÃOCONVERSÃO CALOR EXPORTADO CALOR EXPORTADO CALOR EXPORTADO CALOR EXPORTADO Alta conversão Alta eficiência energética WSA-DC é um processo úmido para produção de ácido sulfúrico com dupla conversão e dupla condensação, combinando as qualidades atuais da tecnologia WSA com tecnologia de ácido sulfúrico convencional.
- 13. Diagrama de processo WSA-DC, alimentação enxofre/H2S H2SO4 H2O Enxofre Forno de enxofre/H2S Conversor SO2 (3+1 leitos) 1º condensador 2º condensador Gas limpo Caldeira CW
- 14. Diagrama de processo WSA-DC – Gás SO2 H2SO4 H2O Gás SO2 Conversor SO2 (3+1 leitos) 1º condensador 2º condensador Gas limpoPré-aquecedores CW
- 15. Vantagens da tecnologia WSA-DC Uma planta WSA com diferente configuração de processo, mas com mesmos comprovados componentes da planta Alta eficiência energética devido à condensação Alta eficiência de conversão devido à dupla conversão Ácido concentrado Trata gases até 13 % (vol) SO2 (gás úmido)
- 16. Comparando características WSA DCDA WSA-DC Conteúdo SO2, vol.-% Conversão SO2, % Emissão SO2, ppmv Emissão SO3, ppmv Concentração ácido, % p/p Vapor exportado, t / t ácido* *) Planta base enxofre, vapor saturado 6-7 99.6 250 10 98 1.9 13 99.95 50 5 99 2.1 13 99.92 50 5 99+ 1.4
- 17. Comparação de custos operacionais Planta base enxofre 540 MTPD Custo Unitário WSA-DC DCDA Consumo & Produção horária Custos anuais € Consumo & Produção horária Custos anuais € Consumo de enxofre 40 €/t Consumo energia elétrica 0.05 €/kWh Produção vapor alta pressão 8 €/t Consumo água resfriamento 0.03 €/m3 Consumo água de processo 0.50 €/m3 Custos anuais (8.000 h/ano) Custos operacionais por t de H2SO4, € 7.36 t 1,250 kWh 34 t 95 m3 4.1 m3 2,355,000 500,000 -2,176,000 22,800 16,400 718,200 7.36 t 1,400 kWh 25 t 930 m3 3.3 m3 2,355,000 560,000 -1,600,000 223,200 13,200 1,551,400 4.0 8.6
- 18. Conclusões As vantagens do processo WSA para gases residuais estão agora disponíveis para gases concentrados. Mesmos equipamentos comprovados, diferentes configuração de processo WSA-DC é um complemento ao existente WSA para gases residuais Processo WSA para gases residuais < 7% de SO2 WSA-DC para gases até 13% de SO2 WSA-DC aumenta a taxa de recuperação de calor Taxa de recuperação de S no WSA-DC até 99.95% WSA-DC produz ácido sulfúrico concentrado até 99 %
- 19. Obrigado por sua atenção! www.topsoe.com