A Fluence implementou tecnologia avançada para converter água do mar em água desmineralizada, garantindo qualidade e eficiência para processos industriais.

Desafio

Gas Atacama necessitava expandir a capacidade de água desmineralizada a partir da água do mar, melhorando as condições de operação e reduzindo o consumo de energia da planta existente. Para isso, a nova planta foi projetada com pré-tratamento por UF, em substituição ao sistema DAF + MMF existente.

Além disso, foi incluído um sistema de duplo passo de osmose reversa seguido de eletrodeionização em linha, ao invés do sistema de osmose reversa existente, seguido de troca iônica.

Finalmente, a fim de melhorar a eficiência energética, foi incorporado no projeto a recuperação de energia por troca de pressão, uma tecnologia que supera as turbinas Pelton utilizadas na planta existente.

Descrição Do Processo

A planta é alimentada pela água do mar que ingressa no circuito de abastecimento da planta, proveniente de uma captação de tomada aberta. A água bruta do mar é clorada e armazenada num tanque de entrada para posteriormente ser bombeada para o sistema de ultrafiltração após passagem por uma bateria de filtros disco de 200 μm.

Os filtros de disco impedem a entrada de partículas que poderiam entupir os capilares das membranas de ultrafiltração e realizam uma primeira separação de material suspenso de maior tamanho.

O sistema de ultrafiltração separa todo o material em suspensão, incluindo o material coloidal, garantindo um SDI inferior a 3, o que minimiza a incrustação na fase posterior de osmose reversa.

A água ultrafiltrada é armazenada em um segundo tanque do qual é bombeada para o sistema de desmineralização, composto por duplo passo de osmose reversa seguido de um polimento por eletrodeionização contínuo.

Antes de entrar no primeiro passo da osmose reversa, a água é desclorada por injeção em linha de MBSS (Metabissulfito de sódio) para evitar a oxidação das membranas.

A concepção totalmente em linha do sistema de desmineralização, sem tanques intermediários entre os dois passos da osmose reversa e a etapa de eletrodeionização, reduz tanto o CapEx quanto o consumo de energia, evitando etapas de re-pressurização.

O projeto também prevê a recirculação dos rejeitos do segundo passo da osmose reversa e da etapa de eletrodeionização, otimizando o consumo de água da planta.

O rejeito do primeiro passo da osmose reversa, antes de ser devolvido ao mar, passa por um sistema de recuperação de energia do tipo permutador de pressão, altamente eficiente, que reduz o consumo energético da planta.

A planta foi modularizada em três trens, cada um com 33% de capacidade nominal, garantindo maior versatilidade operacional.

Essa disposição modular permitiu que os equipamentos fossem fabricados e testados em fábrica, minimizando a montagem e o comissionamento no local.

O projeto garante a produção de 2.640 m³/dia (110 m³/h) de água desmineralizada com condutividade inferior a 0,07 μS/cm e teor de sílica inferior a 10 ppb, adequada para reabastecimento de caldeiras de alta pressão do ciclo combinado da fábrica.

Conclusões

• O pré-tratamento por ultrafiltração reduziu significativamente o OpEx e a necessidade de mão de obra em comparação com o sistema existente (DAF + MMF).
• A ultrafiltração garante SDI inferior a 3 independentemente da qualidade da água de entrada, resultando em menor frequência de limpeza química e maior vida útil das membranas.
• O sistema de desmineralização por duplo passo de osmose reversa com eletrodeionização evita o uso de produtos químicos perigosos, não requer paradas para regeneração e é totalmente automático.
• A recuperação de energia no concentrado do primeiro passo de osmose reversa reduz significativamente o consumo global de energia.
• O projeto modular reduz tempo e custos de montagem e comissionamento.
• A planta foi comissionada com sucesso no início de 2011, produzindo 2.640 m³/dia de água desmineralizada.

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