[001 ] O composto gasoso (gás) disponível para o processo é comprimido, pressurizado e enviado para torre de refrigeração com controle da temperatura da água utilizada no processo e do gás e o composto gasoso (gás) é enviado para a torre de absorção em um contra fluxo de água pura onde ocorre a retirada de 100% do GÁS SULFETO DE HIDROGÉNIO (H2S). Apenas como objetivo de garantir a segurança total do processo em uma análise de missão crítica, o composto gasoso (gás) é enviado para torre de adsorção com oxicatalisador, cujo objetivo, é impedir a passagem de qualquer traço de GÁS SULFETO DE HIDROGÉNIO (H2S) não detectado pelos sensores em funcionamento. A saída do composto gasoso (gás) da torre de adsorção é monitorada por sensores que detectam a presença de GÁS SULFETO DE HIDROGÉNIO ESTADO DA TÉCNICA

[002] A substituição das fontes não renováveis na oferta mundial de energia constitui um grande desafio para a sociedade ocasionando uma busca intensa por fontes energéticas de origem renovável. Isso não pode demorar a ocorrer, sob o risco de o mundo, entrar em colapso com o atual modelo de desenvolvimento, em que o petróleo, o carvão mineral e os recursos hídricos ainda têm uma importância vital.

[003] Outro desafio de igual importância é a busca por soluções ambientalmente viáveis para se eliminar os resíduos produzidos pelas atividades humanas, sólidos ou líquidos, e que ainda não podem ser reciclados.

[004] Nestes cenários apresentados, pode-se destacar a utilização de gases combustíveis de origem renovável ou não como fonte alternativa de energia, com o objetivo de se reduzir significativamente os resíduos gerados e a utilização de fontes energéticas convencionais com alto potencial de danos ambientais.

[005] A seguir, é listado os gases combustíveis, economicamente viáveis, cuja utilização reduz significativamente os danos ambientais:

[006] Gás Natural e GLP são gases de origem fóssil, obtidos através da exploração do petróleo e da produção combustíveis líquidos;

[007] O Biogás e Biometano são obtidos através da biodigestão de resíduos orgânicos, tais como:

• Dejetos de animais;

• Vinhaça, bagaço e folhas da cana;

• Resíduos urbanos (Aterros e ETEs);

• Resíduos de produção alimentos;

• Resíduos agrícolas e/ou florestais;

• Plantas aquáticas e algas.

[008] Gás de Síntese (Syngas): obtido através dos processos de incineração ou gaseificação de resíduos/rejeitos, como por exemplo:

• Resíduos Sólidos Urbanos (RSU);

• Combustível Derivado de Resíduo (CDR);

• Resíduos Hospitalares;

• Resíduos Agrícolas e Florestais;

• Carvão Mineral in natura ou processado;

• Resíduos Industriais e Agroindustriais (Frigoríficos e Laticínios);

• Resíduos da Avicultura, Suinocultura, Gado de Corte e Leite; • Pneus, borrachas, plásticos, etc;

• Lodo de Esgoto (ETE);

• Biossólidos em geral;

• Biomassas sem exceção.

[009] O aproveitamento energético (elétrico, térmico e veicular) destes gases exige um alto padrão de qualidade, onde a retirada de todos os elementos considerados nocivos é compulsória e regulamentada por legislação específica.

[0010] Dentre os elementos nocivos, o Gás Sulfeto de Hidrogénio (H2S) é o que inviabiliza a utilização destes gases em função dos danos causados aos motores a combustão e equipamentos utilizados para geração de energia (elétrica e térmica) e às emissões dos contaminantes gerados pela sua queima.

[001 1 ] O Gás Sulfeto de Hidrogênio(H2S) é um gás de alta periculosidade, ocasionando danos irreparáveis a saúde e em equipamentos em geral.

[0012] Concentrações acima de 0,001 % (10 ppm por M3 de gás) já coloca em risco a sobrevivência de organismos vivos no ambiente, a saúde humana e a sua dispersão na atmosfera retorna ao solo na forma de chuva ácida;

[0013] Dependendo do nível de concentração do Gás Sulfeto de Hidrogénio (H2S), nos gases combustíveis, os custos das tecnologias necessárias para a sua remoção podem inviabilizar os projetos para aproveitamento energético destes gases.

[0014] A maioria dos processos de patente conhecidos até o momento, e economicamente viáveis, utilizam processos que podem trazer riscos ambientais para garantirem 100% de eficiência na retirada do Gás Sulfeto de Hidrogénio (H2S).

[0015] As literaturas disponíveis destacam a utilização dos processos de lavagem sob pressão utilizando uma combinação produtos químicos líquidos ou sólidos e óxidos de ferro como sendo os mais eficientes, mas também não garantem 1 00% de eficiência com processos sem riscos ambientais.

[0016] Basicamente estes processos consistem na passagem dos gases em contra fluxo com elementos sólidos baseados em óxidos de ferro e/ou fluidos líquidos (água e/ou produtos químicos) em um sistema pressurizado.

[0017] O maior problema resultante destes processos é a energia necessária para a regeneração dos fluídos utilizados, a separação e a destinação dos elementos sequestrados.

[0018] O processo de patente PI-0504929-6 A, utiliza a técnica descrita acima onde o fluido utilizado é a água, e a retirada GÁS DE SULFETO DE HIDROGÉNIO (H2S) é feita em uma solução de óxido de ferro e de cálcio.

[0019] O processo de patente PI0705916-7 A2, utiliza um processo de lavagem química somente para o biogás.

[0020] O processo de patente PI0715487-9 A2, utiliza tecnologias biológicas na construção de biofiltros/biopurificadores para o gás natural.

[0021 ] O processo de patente PI0213753-4 A, utiliza solvente orgânico e catalizador para os gases ricos em H2S onde o foco é a produção de enxofre.

[0022] O processo de patente PI0200469-0 B1 , utiliza nanopartículas contendo metais - óxidos metálicos, hidróxidos metálicos e combinações dos mesmos. [0023] O processo descrito no documento de patente BR 1 0 2013 010204 0 e PV: 0000221303273653, pertencente ao mesmo inventor do processo descrito neste relatório, apresenta uma alta eficiência com a retirada total do H2S, mas a sua aplicação está focada na purificação de BIOGÁS para produção de BIOMETANO, onde a presença deste contaminante no biogás in natura dificilmente ultrapassa 2% (20.000 ppm por M3 de gás);

DESCRIÇÃO DO PROCESSO

[0024] O processo, revelado neste relatório, foi desenvolvido para atender a uma tendência mundial denominada "resíduo zero", ou seja, a reciclagem, o reuso e/ou eliminação dos resíduos descartados pelas atividades desenvolvidas pelos seres humanos. Esta tendência reforça o conceito de valorização de passivos ambientais, ou seja, o que é lixo ou problema pode se transformar em geração de renda.

[0025] Motivado pelo potencial do mercado brasileiro de gases combustíveis, e pela extrema dificuldade de se obter tecnologias economicamente viáveis para retirada total do Gás Sulfeto de Hidrogênio(H2S) em concentrações acima de 2% (20.000 ppm por M3 de gás), é revelado neste relatório, processo baseado em um conjunto de soluções integradas e exclusivas para a retirada total do Gás Sulfeto de Hidrogênio(H2S) em concentrações elevadas em compostos gasosos.

[0026] Durante o período de testes o processo demonstrou total eficiência nos mais variados níveis de concentração e com destaque para concentrações que atingiram níveis acima de 50% (500.000 ppm por metro cúbico de gás). [0027] Outro aspecto importante é que ao final do processo, o Gás Sulfeto de Hidrogénio (H2S) é totalmente liberado para ser processado com utilização de processos já conhecidos para posterior valorização económica.

[0028] Os processos para extração e refino de petróleo disponibilizam gases combustíveis cujo aproveitamento energético (elétrico, térmico e veicular) contribuem para redução dos impactos ambientais.

[0029] Os processos de biodigestão, incineração e gaseificação utilizados no tratamento dos resíduos gerados pelas atividades humanas, também disponibilizam gases combustíveis cujo aproveitamento energético (elétrico, térmico e veicular) contribuem para redução dos impactos ambientais.

[0030] O objetivo do processo de inovação revelado é fazer o tratamento destes gases, com a retirada/sequestro total do Gás Sulfeto de Hidrogênio(H2S), considerado o elemento contaminante que pode inviabilizar o aproveitamento energético destes gases em equipamentos para geração de energia (elétrica, térmica e veicular) e que se for liberado na atmosfera ou queimado gera grandes impactos ambientais colocando em risco todos os organismos vivos, a saúde humana e danifica instalações e os equipamentos contaminados.

[0031 ] Este processo viabiliza a utilização destes compostos gasosos reduzindo totalmente o risco de qualquer tipo de impacto ambiental, e para que isto seja possível todo material utilizado ou resíduo gerado no processo pode ser reciclado e descartado comercialmente, sendo este um dos principais diferenciais em relação aos processos existentes.

[0032] Ao final do processo o Gás Sulfeto de Hidrogênio(H2S) é liberado para ser processado e valorizado economicamente para aplicações industriais. [0033] A energia elétrica e o aquecimento necessário para o funcionamento do sistema são gerados por um grupo gerador de energia elétrica 100% a gás, evitando-se desta forma o consumo de energia da rede comercial.

[0034] A água utilizada no processo é regenerada continuamente e a sua reposição é mínima ocasionada pela evaporação natural.

[0035] Todas as etapas do processo são controladas por um conjunto de sensores que são monitorados por um software supervisorio, onde na ocorrência da não conformidade em caso de distorção nos parâmetros estabelecidos o processo é parado até que o problema seja solucionado.

[0036] O processo é melhor compreendido com auxílio do descritivo abaixo e da figura anexa.

[0037] A figura 1 mostra de forma esquemática o fluxograma do processo.

ETAPAS DO PROCESSO INVENTIVO:

[0038] Pressurização controlada de acordo com o tipo do composto gasoso a ser tratado

[0039] Resfriamento controlado do composto gasoso pressurizado de acordo com a sua composição.

[0040] Adequação da temperatura da água de acordo com o tipo de composto gasoso a ser tratado.

[0041 ] Retirada do GÁS SULFETO DE HIDROGÉNIO (H2S) do composto gasoso na torre de absorção utilizando apenas agua como solvente.

[0042] Refinamento do composto gasoso resultante da retirada do H2S em uma torre de adsorção com oxicatalisador; [0043] Secagem do composto gasoso tratado para utilização energética (elétrica, térmica, veicular, etc);

[0044] Desabsorção do Gás Sulfeto de Hidrogênio(H2S) para processos de valorização económica;

[0045] Monitoramento e controle dos processos

RETIRADA DO GÁS SULFETO DE HIDROGÉNIO (H2S)

[0046] O composto gasoso (gás) disponível para o processo é comprimido de acordo com a sua composição, pois a pressão estabilizada garante a alta eficiência em todas as etapas do processo.

[0047] O composto gasoso (gás) pressurizado é enviado para torre de refrigeração onde a temperatura da água utilizada no processo e a temperatura do gás são calibradas de acordo com a composição do composto gasoso (gás), pois a temperatura estabilizada garante a alta eficiência em todas as etapas do processo.

[0048] O composto gasoso (gás) é enviado para a torre de absorção em um contra fluxo de água pura onde ocorre a retirada de 100% do GÁS SULFETO DE HIDROGÉNIO (H2S).

[0049] Apenas como objetivo de garantir a segurança total do processo em uma análise de missão crítica, o composto gasoso (gás) é enviado para torre de adsorção com oxicatalisador, cujo objetivo, é impedir a passagem de qualquer traço de Gás Sulfeto de Hidrogênio(H2S) não detectado pelos sensores em funcionamento.

[0050] A saída do composto gasoso (gás) da torre de adsorção é monitorada por sensores que detectam a presença de Gás Sulfeto de Hidrogênio(H2S) onde se for constatado um nível superior a 0% o processo será interrompido para serem adotadas as medidas corretivas.

[0051 ] O composto gasoso (gás) é enviado para um sistema de secagem para retirada do excesso de umidade, e liberado para utilização energética (elétrica, térmica, veicular, etc);

SEPARAÇÃO DO GÁS SULFETO DE HIDROGÉNIO (H2S)

[0052] O Gás Sulfeto de Hidrogênio(H2S) absorvido na água é liberado na torre de desabsorção e disponibilizado para ser processado e comercializado para as indústrias químicas, fertilizantes, petroquímicas, etc.

[0053] O oxicatalisador utilizado na torre adsorção, pode ser regenerado, pois o Gás Sulfeto de Hidrogênio(H2S) retido no catalisador se transforma em enxofre que após ser retirado poderá ser comercializado para as indústrias químicas, fertilizantes, petroquímicas, etc.

[0054] O catalisador após a perda da sua eficiência poderá ser comercializado para as indústrias siderúrgicas como matéria prima nobre na produção de aço.

MONITORAMENTO E CONTROLE DOS PROCESSOS

[0055] Todos os processos são monitorados sistematicamente o que garante a qualidade, a eficiência e a segurança em todas as suas fases.

VALIDAÇÃO DO PROCESSO

[0056] A característica marcante deste processo inovador é a simplicidade aliada à alta eficiência com a retirada total do Gás Sulfeto de Hidrogénio (H2S) sem ocasionar a perda de gás combustível ou danos ambientais. [0057] Os testes realizados em laboratório especializado confirmaram a eficiência desejada com a retirada de 100% do Gás Sulfeto de Hidrogénio (H2S) nas amostras analisadas. Estes testes levaram em consideração os mais variados níveis de concentração chegando a valores superiores a 50% (500.000 ppm por M3 de gás).

[0058] Estes resultados viabilizaram a construção de um protótipo instalado em uma planta de gaseificação de resíduos sólidos, na cidade de Sorocaba no estado de São Paulo, onde o material gaseificado produziu um gás de síntese com a presença do Gás Sulfeto de Hidrogénio (H2S) em uma concentração superior a 10% (100.000 ppm por M3) na entrada do processo e com a concentração de 0% nas amostras analisadas na saída do processo.