Consideratii privind depozitarea produselor de desulfurare

Consideratii privind depozitarea produselor de desulfurare

Sulfitul/sulfatul de calciu rezultat din procesele semiuscate/umede de retinere a bioxidului de sulf din gazele de ardere sunt cunoscute sub denumirea de produse de desulfurare - FDG by-products.

EPRI (Energy Power Research Institute), institut american de renume mondial studiaza aceste produse de desulfurare oferind, pe baza cercetarilor, informatii privind identificarea costurilor efective, stocarea in conditii de protectie adecvate, modalitatile de depozitare, optimii de valorificare economica si comerciala, precum si utilizarea lor cu efecte benefice asupra mediului inconjurator.

Produsele de desulfurare sunt clasificate ca nepericuloase atat de Agentia de Protectie a mediului din SUA (din 1993), cat si de Uniunea Europeana prin Directiva 1991/689/CEE si respectiv Romania prin OUG nr. 78/2000 aprobata cu modificari de Legea nr.426/2001 modificata si completata cu OUG nr.61/2006 aprobata prin Legea 27/2007.

In decursul timpului, cea mai mare parte a cantitatilor obtinute au fost depozitate pe camp sau pe suprafete indiguite. Un procent crescator a fost utilizat in constructii, agricultura si alte aplicatii.

Modalitatile de transport si depunere a produselor de desulfurare pe camp si suprafete indiguite sau alte facilitati, reduc sau elimina riscul deja scazut pe care il au aceste substante asupra mediului si sanatatii umane.

Din procedeul umed de desulfurare, care foloseste calcarul (CaCO₃) drept reactiv, rezulta urmatoarele produse, in functie de modalitatea de oxidare:

In procedeele de oxidare naturala este utilizat numai oxigenul disponibil din gazele de ardere, astfel ca rezulta un produs constand in mare parte din sulfit de calciu (CaSO₃);

In procedeele de oxidare fortata sunt utilizate ventilatoare pentru injectarea de aer de oxidare suplimentar astfel ca, in final, produsul consta in dihidrat de sufat de calciu (Ca SO₄*2H₂O), cunoscut sub numele de gips.

Din diverse motive, din ce in ce mai multe instalatii de desulfurare umede utilizeaza oxidarea fortata. Produsele de desulfurare, care contin un procent ridicat de sulfit de calciu, au o valoare comerciala scazuta, asa ca sunt depozitate pe camp sau suprafete indiguite. In schimb, proprietatile fizico-chimice ale gipsului, rezultat din desulfurare, il fac utilizabil in multe aplicatii comerciale.

In procedeul semiuscat se utilizeaza mai putina apa si rezulta direct un produs de desulfurare uscat care contine in principal sulfit de calciu, pulberi de cenusa si mici cantitati de sulfat de calciu. In acest procedeu nu este nici timp suficient si nici oxigen disponibil sa se formeze sulfat de calciu. Acest produs de desulfurare poate fi utilizat in constructii sau agricultura, dar cea mai mare cantitate este depozitata pe camp.

Studiile realizate ne arata ca cea mai mare cantitate de produse de desulfurare este depozitata ca atare sau impreuna cu cenusa, sau in acelasi loc cu alte deseuri cu volum scazut.

Depozitarea cenusii si a slamului de desulfurare impreuna cu alte deseuri cu volum scazut poate fi benefica deoarece varul /calcarul din slam neutralizeaza aceste deseuri acide si stabilizeaza micile cantitati de metale pe care le contin.

In lume exista trei sisteme de baza pentru depozitarea produselor de desulfurare:

Umed - suprafete indiguite;

Uscat - camp;

Stiva de gips.

Metode ingineresti speciale, precum straturi si drenaje de colectare sau materiale naturale (soluri argiloase) si sintetice sunt utilizate pentru prevenirea scurgerilor si transportul produselor in afara incintei de depozitare.

Suprafetele indiguite

In sistemele de depozitare umede, slamul produs de desulfurare este transportat, sub forma de fluid dens, de obicei prin conducte, la un loc de depozitare prevazut cu diguri si etansat. Apa este lasata sa se evapore si uneori materialul uscat este trimis pe camp.

Pentru prevenirea impactului asupra mediului inconjurator, locurile destinate depozitarii pe suprafetele indiguite aferente desulfurarilor moderne sunt alese cu grija pe baza de criterii ingineresti, de mediu, economice si de reglementari. Procesul de selectare poate implica zonari topografice, recunoasteri ale locului, un inventar al mediului si studii privind apele de suprafata si subterane.

Pentru o exploatare satisfacatoare si care sa asigure siguranta, sunt necesare bazine hidrologice de retinere, un bilant al sistemului apei si o monitorizare stabila. Pentru diguri aflate langa ape sau alte canale de apa sunt utilizate sisteme de drenare sau bariere pentru protectia impotriva eventualelor inundatii. In unele situatii, suprafetele indiguite pot avea evacuari de ape a caror calitate se incadreaza in limitele prevazute de normativele sau legislatia din domeniu.

Campuri

Sistemele de depozitare uscata implica una sau mai multe etape de deshidratare a slamului de desulfurare, astfel incat ele pot fi manipulate si stocate ca material solid. Produsul uscat, care in mod obisnuit contine o anumita umiditate pentru prevenirea spulberarii, este transportat la campul etansat prin intermediul benzilor transportoare, camioanelor, pneumatic, pe cale ferata sau barje.

Pentru prevenirea impactului asupra mediului inconjurator, campurile aferente instalatiilor de desulfurare moderne sunt de asemenea alese pe criterii ingineresti, de mediu, economice si de reglementari ca suprafetele indiguite.

Stabilitatea depozitului nu este o problema pentru produsele de desulfurare compuse in majoritate din gips sau din amestec de cenusa si produse de desulfurare. Oricum, produsele de desulfurare constand numai din sulfit de calciu si depozitate singure pot forma o suprafata solida ca o crusta, care se sparge cand este deranjata, dar care se solidifica cand este lasata in pace. Produsul poate fi stabilizat, daca este necesar, prin amestecarea cu cenusa in proportie egala si prin adaugarea unei mici cantitati de var.

Stiva de gips

La realizarea stivei de gips un strat initial de produs de desulfurare este amplasat pe un loc de depozitare etansat. Unele produse sunt puse in stive, creandu-se depresiuni, care servesc ca diguri pentru a accelera drenarea si promova evaporarea.

Gipsul uscat este apoi escavat si asezat astfel incat sa creeze un dig perimetral si unul sau mai multe de compartimentare. Gipsul proaspat este transportat la fata locului si este pus peste produsul deshidratat.

Drenarea /excavarea si asezarea /uscarea sunt operatii alternative intre zonele digurilor pentru a se realiza un depozit continuu si materialul excavat este utilizat pentru marirea atat a digurilor de compartimentare, cat si a celor perimetrale, crescand capacitatea de depozitare. Pentru ca sulfatul de calciu dreneaza cu usurinta si se aseaza in trepte sub unghi, aceasta depozitare nu necesita zone mari.

Implicatii asupra sanatatii umane si a mediului

Ca si alte multe substante, utilizarea si depozitarea produselor de desulfurare creeaza ingrijorari privind posibilele efecte asupra sanatatii umane si a mediului. Cele mai multe intrebari sunt in legatura cu natura alcalina a produselor de desulfurare. Varul are pH-ul peste 11, asa ca produsele rezultate din procesele de desulfurare bazate pe var pot fi caustice, in particular, ele contin cantitati mari de var /calcar nereactionat sau produs de reactie care n-a fost oxidat.

Valorile tipice ale pH-ului pentru gipsul de desulfurare sunt cuprinse intre 79.

Desi compozitia chimica si consistenta produselor de desufurare variaza de la o centrala electrica la alta, impactul acestor variatii asupra efectelor pe care le au asupra sanatatii pot fi considerate neglijabile.

Problemele legate de sanatate mentionate mai jos se refera la toate tipurile de produse de desulfurare.

Deoarece produsele de desulfurare sunt in general depozitate impreuna cu celelalte deseuri rezultate din centrala electrica (zgura si cenusa), o analiza completa a riscului depozitarii pe camp sau pe suprafete indiguite trebuie sa tina seama si de aceste alte componente.

Contactul direct

Datele tehnice privind gipsul indica pentru acesta o periculozitate "slaba" la contactul direct datorita naturii sale alcaline.

Contactul direct cu acest material poate crea o usoara iritarea pielii si ochilor, insa, datorita masurilor de precautie luate in timpul transportului, expunerea directa a populatiei nu are loc. Muncitorii aflati in contact direct cu gipsul trebuie sa-si ia masurile de protectie ce se impun.

Inhalarea

In cazul produselor de desulfurare rezultate din procedeele umede, cand nu se produce praf, nu se vor crea probleme de inhalare.

Produsele rezultate din procedeele uscate de desulfurare pot prezenta posibile riscuri de inhalare dar numai pentru persoanele care lucreaza direct cu acest material.

In cazul inhalarii prafului, dimensiunea particulelor este un vector important al implicatiilor asupra sanatatii intrucat dimensiunile foarte mici, de ordinul 1mm, ale oricarui fel de material faciliteaza patrunderea adanca a acestora in plamani.

Din procedeele umede rezulta produse cu particule cu dimensiuni intre 150 μm, in timp ce din cele uscate particule cu dimensiuni intre 274 μm. De asemenea, produsele de desulfurare rezultate din procesul umed pot avea o umiditate intre 1050%, pe cand cele din procesul uscat nu contin decat un procent foarte mic de apa (2%).

In plus, toate produsele de desulfurare pe baza de calciu nu contin silicati, asa incat nu pot provoca imbolnavirea de silicoza.

Inghitirea

Permeabilitatea ridicata si solubilitatea medie a produselor de desulfurare ridica posibilitatea unor scurgeri de calciu si sulfat, si, prin extindere, de magneziu si mici cantitati de metale.

Depozitele noi sunt prevazute cu materiale de etansare, sisteme de colectare a drenajelor, sisteme de monitorizare a apelor subterane si toate masurile prevazute de legislatia de mediu in vigoare (Directiva 1999/31/EC si HG 349/2005).

Efectul expunerii la sulfat sau magneziu implica posibilitatea unei diaree pe termen scurt la persoanele care beau apa puternic infestata, insa, nivelul ridicat de sulfat nu produce vreo boala cronica.

In ceea ce priveste toxicitatea, metalele continute in scurgerile produselor de desulfurare depozitate sunt in general sub nivelele caracteristice de toxicitate.

Din analizele apei subterane, acolo unde au aparut infiltratii din depozit, s-a observat o crestere a nivelului de calciu, de solide totale dizolvate, de sulfat si de magneziu. Dar si asa, calitatea apei subterane era conforma standardelor.

Utilizarea in agricultura a produselor de desulfurare ca fertilizator al solului nu implica nici un risc legat de ingerarea de mici cantitati de metale din cerealele care cresc in acel sol.

Daca produsele de desulfurare sunt depozitate cu cenusa, care contine arsenic si seleniu, usor de asimilat, posibilitatea ingerarii depinde foarte mult de cereale.

Radioactivitatea

Slamul de desulfurare nu presupune tratament din cauza radioactivitatii. O comparatie intre nivelele de radioactivitate dintre gipsul natural si cel din desulfurare a aratat valorile cele mai scazute la cel din desulfurare atat pentru potasiu - 40 si radium - 262 si sunt egale pentru thorium - 232.

Gipsul natural are numeroase utilizari de mult timp. Cei care folosesc gipsul din desulfurare nu trebuie sa-l puna in contact cu fosfor-gipsul, o substanta din mine care poate emite radiatii de nivel scazut sub forma gazoasa a radonului si care nu poate fi utilizat in placile de gips.

Atunci cand produsele din desulfurare sunt manipulate, depozitate si utilizate asa cum trebuie, ele nu prezinta nici un pericol asupra sanatatii umane sau a mediului inconjurator.

Posibilitatea utilizarii produselor de desulfurare in orice zona depinde in primul rand de conditiile pietei locale. Acestea pot fi utilizate efectiv ca un substitut al altor resurse naturale, in numeroase aplicatii privind diverse structuri, in minerit sau in agricultura ceea ce va implica reducerea cantitatilor ce necesita a fi depozitate.