Curitiba – junho 2009

Co-processamento como alternativa de Gestão de Resíduos

YUSHIRO KIHARA

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Resíduos

Aterros

Alternativas de disposição de resíduos

Incineração Co-processamento

Geração de passivo Geração de cinzas Destruição total

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Como o Co-processamento pode contribuir para a Sustentabilidade?

� Uso de resíduos como combustíveis alternativos para produção do clínquer

� Uso de resíduos como substitutos de matéria-prima para produção do clínquer

� Redução dos impactos ambientais locais e adequação do forno de cimento como ferramenta de gestão ambiental

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Hierarquia de sustentabilidade no tratamento de resíduos

PrevençãoEvitar a geração

de resíduos

ReduçãoDiminuir a demanda por

matérias-primas

ReusoMaximizar a vida útil dos materiais

ReciclagemReprocessar resíduos

Co-processamentoAproveitamento de energia e minerais

Incineração ou Tratamento Físico-QuímicoDestruição/ neutralização de resíduos

Disposição Final ControladaAterros

Encapsulamento para reutilização futura

RECUPERAÇÃO

DISPOSIÇÃO

5

CO2SO2

NOx

Combustíveis

fósseis

Combustíveis fósseis

CO2SO2NOx

Resíduo

CO2

SO2

NOx

Incinerador + forno de cimentoIncinerador + forno de cimento

AdiçãoSubstituição

Redução de gases do efeito estufa

Co-process. em forno de cimentoCo-process. em forno de cimento

Resíduo

CO2

SO2

NOx

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Principais combustíveis alternativos -Alemanha

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Fluxograma de Fabricação de Cimento

ExtraçãoBritagemMoagem

DosagemHomogeneização

MoagemEnsacamento

QueimaResfriamento

Matéria-prima Farinha Clínquer Cimento

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Produzir clínquer de qualidade

Queimar e destruir resíduos

Operaçãocombinada

Definição� Tecnologia de destinação final de resíduos em forn os

de cimento que não gera novos resíduos e contribui para a preservação de recursos naturais.

Coprocessamento

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Destruição do resíduo no forno

Componentes orgânicos Componentes inorgânicos

Cinzas

Clínquer

Solução sólida

CaOSiO2Al 2O3Fe2O3metais

99,99% de destruição

CO2 + H2O

Altas temperaturasLongo tempo de residência

Alta turbulênciaAtmosfera oxidante

Resíduo

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Microestrutura do clínquer: Incorporação

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Coprocessamento em fornos de cimento

• Alta temperatura e longo tempo de residência

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1ª INDICADOR – OS FILTROS

Sistema de filtraçãona exaustão dos gases nosfornos de cimento de altaeficiência

Permite o monitoramento de:- materiais particulados - CO- THC- NOx, - O2- dioxinas e furanos

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2ª INDICADOR - ALIMENTAÇ ÃO CONTRA CORRENTE

Matérias-primas:-Calcário, Argila, Minério de Ferro são alimentadas a temperatura ambiente

O encontro das matérias-primas a temperatura ambiente com gases a 350 ºC, cria condiçõesfavoráveis à condensação de metais pesados ou outros materiais volatilizados no forno,facilitando o retorno destes para seu interior

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3ª INDICADOR - O EFEITO “ATRITO ”

Corte A-B

Corte A-B

O movimento de turbilhonamento nointerior do forno força o atrito entre os materiais

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4ª INDICADOR- ATMOSFERA ALCALINA

A atmosfera alcalina nointerior do forno favorece a neutralização de contaminantes

O Forno trabalha com sistema de tiragem sob pressão negativa. Por este motivo não existe o risco da emissão dos gases antes de passarem pelo processo de Filtração.

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5 º INDICADOR – ALTAS TEMPERATURAS

Região de queimaTemperatura de 1450 ºC a 1.500 ºC

A parte orgânica dos resíduos écompletamente destruída pelas altas temperaturas, atmosfera alcalina e tempo de permanência no forno.

-Chama : Temperatura de até 2000 ºC

A parte inorgânica éfundida e incorporada à estrutura cristalina do clínquer

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TEMPERATURA DO PROCESSO

� A temperatura do forno de clínquer é ideal para a queima de resíduos industriais.

� No coprocessamento as cinzas geradas são incorporadas ao clínquer.

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6º INDICADOR – TEMPO DE RESIDÊNCIA

Materiais gasosos com tempo de residência de 4~6 seg, suficientes para assegurar a destruição dos compostos orgânicos

Materiais sólidos com residência de 40 min. suficientes para assegurar a absorção no clínquer

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7ª INDICADOR – O MONITORAMENTO

Pontos de Controle

Os fornos de cimento são monitorados

24 horas/dia por sistemas

automatizados e por pessoal qualificado

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INDICADORES DO COPROCESSAMENTO

� Complexo sistema de filtração de gases

� Matérias-primas em contracorrente com os gases de exau stão

� O turbilhonamento favorece a incorporação das cinzas a o clínquer

� Ambiente alcalino

� Altas temperaturas 1.450 – 2.000 °C

� Alta permanência dos gases 4-6 seg. e do material até 40 min.

� Forno e chaminé monitorados ‘on line’ 24 horas por dia

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O Forno de cimento é um reator de térmica altamente eficiente

15 m

Incinerador Convencional� 2 seg. - > 1200 °C, para resíduos com

alto conteúdo de cloro

� até 25 % de escória

� até 10 % de cinzas volantes perigosas

2000 2000 °°CC

1450 1450 °°CC

LIMELIME

TEMPO LONGO DE RESIDÊNCIATEMPO LONGO DE RESIDÊNCIA

ALTA TEMPERATURAALTA TEMPERATURAGASES LIMPADORESGASES LIMPADORES≅≅≅≅≅≅≅≅ 6 seg. 6 seg. -- > 1200 > 1200 °°CC

Sem cinzas volantes perigosasSem cinzas volantes perigosas Sem escSem escóóriaria

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Primeiras tentativas no Brasil:

�1990 São Paulo

�1991 Minas Gerais

�1991 Paraná

�1992 Rio de Janeiro

Histórico do co-processamento

�1974/76 Saint Lawrence (Canadá)

�1978 Ciment Français, Dèsvres (França)

�1979 Lafarge, Paulding (Canadá)

�1982 Norcem Cement (Noruega)

Como está o Brasil hoje?

Experiências no exterior

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Cobertura Nacional

35 plantas licenciadas09 plantas não licenciadas

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1999 a 2008

5.5 milhões t

Capacidade potencial

2.5 milhões t / ano

2008

1.0 milhão t

Coprocessamento na Indústria de Cimento

25

Perfil dos resíduos coprocessados (2008)

Fonte: ABCPFonte: ABCP

Resíduos com poder calorífico

(39,4%)

Resíduos com poder calorífico

(39,4%)

Pneus(16,6%)

Pneus(16,6%)

Substituto de Matéria-Prima

(44%)

Substituto de Matéria-Prima

(44%)

Resíduos Coprocessados

1 milhão de toneladas

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Pneus usados na Indústria de Cimento

2001 a 2006~

40 milhões de pneus

Capacidade Potencial100 milhões de pneus

( 500.000 t/ano)

2007 32 milhões de pneus

( 160.000 /ano)

2727

Como é a destinação de Pneus no Brasil?

Fonte: RECICLANIP

Brasil

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Panorama internacional� União Européia : 3 milhões t / ano

� 250 fábricas entre os 15 países-membros

� A taxa de substituição de combustívelalcança 12% considerando todas as fábricas de cimento

� Na Áustria, Bélgica, França, Alemanha: >50% de substituição

� A taxa de substituiçào de matérias-primas nas cimenteiras européias é de 11,5% (36 MT/ano)

25 to 50 %> 50 %

5 to 25 %Começando ou < 5%

Taxa de substituição de combustivel

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Panorama internacional

� Alemanha� Disponibilização das

instalações para eliminação controlada de óleos contaminados com PCB

� Suíça� Programa E2000 de redução do

consumo: comprometimento de substituir 75% de carvão e óleo por combustíveis alternativos

� Noruega� Promoção da fábrica de

cimento de Brevik a incinerador nacional de resíduos industriais

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Panorama internacional

� EUA� 1,2 milhões t/ano resíduos perigosos co-processados� 19% do consumo de energia térmica

� Japão� 30 milhões t/ano resíduos como combustível alternativo,

substituto de matéria prima e adições ao cimento� Indispensável o uso de materiais secundários pelas fábricas de

cimento� Programa de cooperação ambiental do setor cimenteiro com o

governo, efetivando o papel do co-processamento na gestão de resíduos

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Uso de |Combustível Alternativo na Indústria Alemã(2002-2006)

AF in 1.000 to/a 2002 2003 2004 2005 2006 MJ/Kg

Pneus 225 247 290 288 265 27

Oleo usado 125 116 100 60 69 27

Combust de indústria e resíduo doméstico

471 626 862 1.116 1.370 18

Carne contaminada 380 452 439 355 317 17

Combustível de lixo municipal

106 155 157 198 212 14

Madeira usada 63 48 42 74 14 14

Solventes 41 48 72 101 93 24

Lama de tratamento - 4 48 157 238 4

Outros 12 12 20 28 32 16

Quelle: VDZ

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Combustíveis Alternativos e Matérias-primas na Indústria Japonesa (1.000 t)

Item 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Escória Granulada 11.449 12.162 11.915 10.474 10.173 9.23 1 9.214 9.711

Cinzas de Carvão 4.551 5.145 5.822 6.320 6.429 6.937 7.185 6.995

Gesso químico 2.567 2.463 2.568 2.556 2.530 2.649 2.707 2.6 49

Pneu 28 323 284 253 230 221 194 163

Óleo Usado 338 359 353 352 411 450 447 454

Plástico 58 102 171 211 255 283 302 365

Cavaco de Madeira 0 2 20 149 271 305 340 372

Outros 6.423 6.923 7.077 7.023 7.438 8.704 9.204 10.181

Total 25.584 27.359 28.061 27.238 27.564 28.780 29.593 30.890

Referência: Cembureau 2008

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Lignito

Comb. alternativo

CarvãoÓleo

combustível

Outros

Coque

Gás natural

A Indústria de cimento alemã atingiu em 2006 ~50% de substituição térmica por resíduos.

Quelle: VDZ

Co-processamento na Alemanha

SubstTermica

%

4,17,4

10,8

15,8

23

25,7

30,3

34,938,3

42,2

48,5 49,8

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1987 1995 1999 2001 2003 2005

Combustível Alternativo

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Solu ção para gestão de outros setores industriais

Automotores

Petroquímica

Energia elétrica

Química

Siderurgia

Alumínio

Papel & Celulose

Embalagens

Metalurgia

cimento

Pneus

35

Solução para passivos ambientais

PneusPneus inservinserv ííveisveis PlPláásticossticos BorrasBorras áácidascidas

BorrasBorrasResResííduosduos industriaisindustriaisAterrosAterros

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Solução para poluição e riscos

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Instalação para Resíduo como Combustível

38

Instala ção para Res íduo comoMatéria-prima

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Grande variedade de resíduos� Resíduos com bom valor calorífico

� Solventes� Resíduos oleosos� Óleos usados (de carro e fábricas)� Graxas� Lama de processos químicos� Fundos de destilação� Resíduos de empacatomento� Resíduos de fábricas de borracha� Pneus usados� Resíduos de picagem de veículos� Resíduos têxteis� Resíduos plásticos� Serragem� Resíduos de fábricas de papel� Lama de esgoto municipal� Farinha e ossos de animais� Grãos de validade vencida

� Resíduos com baixo valor calorífico� Resíduos aquosos� Água poluída com solventes� Água de processos químicos� Água de plantas de pintura� Lama derivada de esgoto

industrial

� Matérias-primas alternativas– Lama com alumina (alumínio)– Lamas siderúrgicas (ferro)– Areia de fundição (sílica)– Terras de filtragem (sílica)– Refratários usados (alumínio)– Resíduos da fabricaçào de vidros

(flúor)– Gesso– Cinzas– Escórias

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Resíduos proibidos

� Resíduos de serviços de saúde

� Resíduos domiciliares brutos

� Resíduos radioativos

� Substâncias organocloradas

� Agrotóxicos

� Substâncias explosivas

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Ação Institucional

� Atuação pro-ativajunto às agênciasambientais naregulamentaçãorelativa aos resíduos

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Regulamentação

� Agencias Estaduais(1998)

� Iap (PR)� Cetesb (SP)� Feam (MG)� Inea (RJ)� Fepam (RS)

� Agencias Federais� Nr 264 (1999)� Nr 316 (2002)

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Pontos relevantes das legislações:

- Padrões ambientais mais restritivos às fábricas de cimento que realizam o co-processamento;

- As legislações ambientais exigem que a atividade de co-processamento seja licenciado nos órgãos ambientais competentes, e;

- As legislações ambientais obrigam que seja realizado o monitoramento das emissões atmosféricas.

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Ganhos com o Coprocessamento em 2008

� Passivo ambiental destruído de 1 milhão de t

� Substituição de 292.000 t de combustível fóssil

� Substituição de 352.000 t de matéria-prima

� Redução dos impactos ambientais locais e adequação do forno de cimento como ferramenta de gestão ambiental

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Tripé da sustentabilidade� Economia

� Gera empregos e impostos� É um nicho de mercado em formação, com vários segmentos

� Tecnologia� Processo industrial de alta tecnologia, já instalado, com cobertura

nacional� Atividade regulamentada em nível federal e estadual conduzida

de forma segura e monitorada

� Meio Ambiente� Destruição definitiva dos resíduos� Capacidade de destruir grandes volumes e tipos de resíduos� Contribui para a racionalização de recursos naturais não-

renováveis

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Desafios

� Revisão e inclusão do coprocessamento nasregulamentações estaduais e nacional

� Substituição de combustíveis convencionais porcombustíveis alternativos

� Redução dos impactos ambientais do setor

� Balanço ecológico sustentável

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O Futuro

� Maior rigor nos limites de emissão e maior exigência de controle

� Utilização de resíduos urbanos como fonte de energia

� Uso intensivo de resíduos não perigosos como substitutosde matéria-prima e combustíveis

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