A Oilon orga­ni­zou uma inves­ti­ga­ção interna sobre a sus­ten­ta­bi­li­dade da linha de quei­ma­do­res da empresa. O prin­ci­pal ponto de partida foi a taxo­no­mia da UE, que esta­be­lece requi­si­tos para inves­ti­men­tos que apoiam o desen­vol­vi­mento sus­ten­tá­vel. Os resul­ta­dos foram impres­si­o­nan­tes: até 92% do port­fó­lio de quei­ma­do­res da empresa atende aos cri­té­rios.

Um dos prin­ci­pais obje­ti­vos da Oilon é ser um fabri­cante líder de tec­no­lo­gia de com­bus­tão limpa. A empresa aloca mais de 6% de seu fatu­ra­mento para o desen­vol­vi­mento de pro­du­tos. Nos últimos anos, a Oilon inves­tiu pesa­da­mente na tec­no­lo­gia de bombas de calor. No entanto, os pro­du­tos de com­bus­tão limpa con­ti­nuam a desem­pe­nhar um papel crítico nos negó­cios da Oilon.

“No futuro, uma parte subs­tan­cial da com­bus­tão será subs­ti­tuída por tec­no­lo­gia baseada em ele­tri­ci­dade, como bombas de calor e cal­dei­ras elé­tri­cas. Isso é espe­ci­al­mente ver­da­deiro em apli­ca­ções de baixa tem­pe­ra­tura”, diz o diretor de tec­no­lo­gia do Oilon Group, Joonas Kat­te­lus. Ainda existem muitas apli­ca­ções em que a com­bus­tão é neces­sá­ria. Em navios e aviões, por exemplo, os com­bus­tí­veis são uma exce­lente maneira de arma­ze­nar energia. Eles também podem ser usados para equi­li­brar a oferta e a demanda por aque­ci­mento. Em tais apli­ca­ções, a subs­ti­tui­ção de com­bus­tí­veis exclu­si­va­mente por bate­rias não é sensata. Da mesma forma, as apli­ca­ções indus­tri­ais e de pro­cesso con­ti­nu­a­rão a exigir as altas tem­pe­ra­tu­ras de saída for­ne­ci­das pela tec­no­lo­gia de com­bus­tão, ainda em um futuro dis­tante.


Joonas Kat­te­lus, Oilon Group’s Chief Technology Officer

O com­bus­tí­vel é o fator mais impor­tante

Como regra geral, os com­bus­tí­veis fósseis gasosos geram emis­sões mais baixas do que os com­bus­tí­veis fósseis líqui­dos. Quando quei­ma­dos, os óleos com­bus­tí­veis liberam não apenas CO2, mas também dióxido de enxofre, óxidos de nitro­gê­nio e várias emis­sões de par­tí­cu­las, como fuligem. Em com­pa­ra­ção com o petró­leo, o gás natural queima de forma extre­ma­mente limpa. Tem zero dióxido de enxofre e emis­sões de fuligem.

De acordo com Kat­te­lus, a maior parte do port­fó­lio da empresa foi reco­nhe­cida como sus­ten­tá­vel. Isso incluiu todos os pro­du­tos que queimam com­bus­tí­veis sus­ten­tá­veis, quei­ma­do­res de gás natural tra­di­ci­o­nais e de baixo NOx, bem como quei­ma­do­res de partida e de suporte entre­gues a ins­ta­la­ções de inci­ne­ra­ção de resí­duos e plantas que uti­li­zam bio­com­bus­tí­veis.

“Essa divisão foi baseada na ideia de que, se subs­ti­tuir­mos a com­bus­tão de carvão por gás natural na China, por exemplo, alcan­ça­re­mos uma redução maciça e pontual nas emis­sões de NOx, par­tí­cu­las e CO”. Kat­te­lus estima que a com­bus­tão de carvão gera apro­xi­ma­da­mente duas vezes mais CO2 do que a queima de gás natural.

Como qual­quer com­bus­tí­vel fóssil, a com­bus­tão de gás natural produz emis­sões de CO2, o que aumenta e inten­si­fica o efeito estufa. De acordo com Kat­te­lus, a Oilon con­se­guiu reduzir as outras emis­sões para um nível tão baixo que a própria com­bus­tão é extre­ma­mente limpa.

A guerra agres­siva da Rússia contra a Ucrânia mudou dras­ti­ca­mente o cenário ener­gé­tico global. Essa mudança pede pela eli­mi­na­ção gradual do gás natural como fonte de energia. A ideia é ainda apoiada pelo fato de que os com­bus­tí­veis reno­vá­veis nor­mal­mente têm emis­sões de CO2 menores do que os com­bus­tí­veis fósseis.

“Atu­al­mente, os gover­nos de todo o mundo estão espe­ci­al­mente inte­res­sa­dos no hidro­gê­nio. O hidro­gê­nio pode ser pro­du­zido através da ele­tró­lise com ele­tri­ci­dade sus­ten­tá­vel, como a energia eólica. Nesta apli­ca­ção, serve como uma forma de arma­ze­na­mento de energia”, diz Kat­te­lus.

Do ponto de vista da com­bus­tão, o hidro­gê­nio é limpo, pois seu produto de com­bus­tão é a água. No entanto, o hidro­gê­nio queima muito inten­sa­mente e com uma chama quente. Quanto mais quente a chama, mais óxidos de nitro­gê­nio pre­ju­di­ci­ais, ou com­pos­tos de NOx, são for­ma­dos. Nos quei­ma­do­res Oilon ACE, as emis­sões de NOx são mini­mi­za­das com o ar de com­bus­tão e o esta­di­a­mento do com­bus­tí­vel, o que resulta em uma chama ampla e fria. Além disso, os gases de com­bus­tão gerados durante a com­bus­tão são dire­ci­o­na­dos de volta para a chama dentro da cal­deira, res­fri­ando ainda mais a chama.

O hidro­gê­nio não é uma solução infa­lí­vel. A infra­es­tru­tura atual é ina­de­quada para arma­ze­na­mento e trans­porte de hidro­gê­nio sem refor­mas exten­sas, e o hidro­gê­nio requer atenção adi­ci­o­nal à segu­rança. Uma alter­na­tiva ao hidro­gê­nio limpo é o metano sin­té­tico feito de hidro­gê­nio. O metano tem quase exa­ta­mente as mesmas pro­pri­e­da­des que o gás natural, o que permite que ele seja usado dire­ta­mente nos sis­te­mas atuais. O hidro­gê­nio também pode ser usado para pro­du­zir amônia, que é com­ple­ta­mente livre de emis­sões de CO2. A amônia não está isenta de pro­ble­mas: é tóxica e tem altas emis­sões de NOx.

“Os ope­ra­do­res do Extremo Oriente parecem estar espe­ci­al­mente inte­res­sa­dos em amônia. No Japão e na Coreia do Sul, as pessoas estão inves­ti­gando novas solu­ções”, diz Kat­te­lus. Em grandes usinas de carvão, a amônia é vista como um com­bus­tí­vel do futuro, e muitos fabri­can­tes de cal­dei­ras já per­gun­ta­ram se suas cal­dei­ras pode­riam ser con­ver­ti­das para uso de amônia.

A adoção de com­bus­tí­veis reno­vá­veis requer inves­ti­men­tos. De acordo com Tapio Mur­to­nen, diretor de negó­cios da Oilon, se você quiser usar outro com­bus­tí­vel em um quei­ma­dor indus­trial da Oilon, um novo quei­ma­dor é nor­mal­mente neces­sá­rio. Em quei­ma­do­res de pro­cesso e usinas de energia, é neces­sá­rio um retro­fit menos extenso.

“Em um projeto típico de retro­fit, ins­ta­la­re­mos as lanças de com­bus­tí­vel e as uni­da­des de vál­vu­las neces­sá­rias e faremos alguns ajustes na auto­ma­ção”, des­creve Mur­to­nen.

Alcan­çar a eco­no­mia cir­cu­lar e pro­te­ger o ambi­ente

Nas ope­ra­ções indus­tri­ais, uma grande parte dos vapores late­rais ainda vai para o lixo. Cos­tu­mava ser comum livrar-​se de com­bus­tí­veis desa­fi­a­do­res base­a­dos em pro­ces­sos através da queima. Isso nem sempre é o caso, já que o inte­resse em com­bus­tí­veis alter­na­ti­vos e na uti­li­za­ção de energia resi­dual aumen­tou devido a padrões de emissão cada vez mais rigo­ro­sos e ao aumento dos preços da energia.

“Ini­ci­al­mente, os gases seriam libe­ra­dos para a atmos­fera, então a queima foi inven­tada. A energia foi perdida nos ventos, mas os níveis de emissão caíram. Em solu­ções moder­nas, os gases são quei­ma­dos em uma cal­deira, per­mi­tindo que as empre­sas recu­pe­rem a energia contida no gás”, diz Mur­to­nen.

Quanto mais os fluxos late­rais da indús­tria de pro­cesso forem apro­vei­ta­dos, mais a gama de com­bus­tí­veis dis­po­ní­veis aumen­tará. Já hoje, a Oilon fornece quei­ma­do­res para vários com­bus­tí­veis desa­fi­a­do­res, como o gás de alto-​forno e o gás de coque gerado pela pro­du­ção de aço. Além disso, a empresa tem décadas de expe­ri­ên­cia em refi­na­ria de petró­leo e gases da indús­tria de pro­cesso.

“Os com­bus­tí­veis pro­du­zi­dos como sub­pro­duto nem sempre são uni­for­mes e a pressão de entrada pode flutuar. Pre­ci­sa­mos pro­je­tar o equi­pa­mento para que a vari­ân­cia esteja sob con­trole. Isso requer dife­ren­tes sen­so­res, regu­la­do­res e solu­ções espe­ci­ais de auto­ma­ção”, diz Kat­te­lus.

De acordo com Kat­te­lus, os óleos de piró­lise come­ça­ram recen­te­mente a gerar inte­resse reno­vado. Após o início dos anos 2000, eles foram des­car­ta­dos como muito desa­fi­a­do­res para serem usados como com­bus­tí­vel. Sendo ácidos, os óleos de piró­lise cor­ro­e­riam os com­po­nen­tes, e suas pro­pri­e­da­des pode­riam mudar de repente, entu­pindo as linhas de com­bus­tí­vel. Há alguma indi­ca­ção de que os óleos de piró­lise mais recen­tes têm melho­res pro­pri­e­da­des. O valor de PH ainda é baixo, o que sig­ni­fica que os com­po­nen­tes devem ser feitos de aço à prova de ácido.

Os quei­ma­do­res Oilon também são usados em cal­dei­ras de leito flui­di­zado como quei­ma­do­res de partida e de suporte. Estas cal­dei­ras são uti­li­za­das para a queima de bio­com­bus­tí­veis e para a pro­du­ção de energia a partir de resí­duos urbanos que sobram após a reci­cla­gem e reu­ti­li­za­ção.

“As cal­dei­ras de leito flui­di­zado, que são mais fre­quen­te­mente usadas para queimar lascas de madeira e bio­com­bus­tí­veis simi­la­res, foram reco­nhe­ci­das como sus­ten­tá­veis. A cal­deira é pri­meiro aque­cida até 850 ° C com quei­ma­do­res de partida e suporte, após o que a bio­massa ou os resí­duos urbanos são ali­men­ta­dos na cal­deira “, diz Mur­to­nen.

Para muitos tipos de resí­duos peri­go­sos, a inci­ne­ra­ção é a única opção de eli­mi­na­ção razoá­vel. Em ins­ta­la­ções de geren­ci­a­mento de resí­duos peri­go­sos, gases e líqui­dos são quei­ma­dos com quei­ma­do­res espe­ci­ais. Parte dos resí­duos é ali­men­tada através dos quei­ma­do­res para a cal­deira, onde é inci­ne­rada com segu­rança. Desta forma, os resí­duos peri­go­sos podem ser evi­ta­dos de pre­ju­di­car a atmos­fera, os cursos de água e o terreno.

Os últimos oito por cento – um pro­blema ou uma opor­tu­ni­dade?

A Oilon ainda produz quei­ma­do­res que não atendem aos cri­té­rios de desen­vol­vi­mento sus­ten­tá­vel. Os últimos 8% do port­fó­lio con­sis­tem em quei­ma­do­res de óleo pesado e quei­ma­do­res de óleo com­bus­tí­vel leve, que são usados prin­ci­pal­mente pela indús­tria naval.

“Os quei­ma­do­res que usam apenas óleo como com­bus­tí­vel repre­sen­tam uma porção rela­ti­va­mente pequena. Na maior parte, os pro­du­tos são quei­ma­do­res de gás e gás / óleo com­bus­tí­vel leve “, diz Mur­to­nen. A longo prazo, Mur­to­nen acre­dita que a parcela de quei­ma­do­res de óleo dimi­nuirá ainda mais, à medida que a regu­la­men­ta­ção marí­tima se tornar mais rigo­rosa a cada ano. Ao dis­cu­tir futuros com­bus­tí­veis na indús­tria naval, três can­di­da­tos se elevam acima dos outros: amônia, metano sin­té­tico e metanol sin­té­tico.

“A indús­tria naval está à procura de novas solu­ções. Temos alguns pro­je­tos de metanol em anda­mento também. Ini­ci­a­mos dis­cus­sões com as soci­e­da­des de clas­si­fi­ca­ção, explo­rando que tipo de equi­pa­mento e sis­te­mas de segu­rança serão neces­sá­rios. Além disso, ini­ci­a­mos ini­ci­a­ti­vas de desen­vol­vi­mento com alguns de nossos cli­en­tes”, diz Mur­to­nen.

“O metanol é uma opção que parece apa­re­cer com frequên­cia”, con­firma Kat­te­lus. “É um bom com­bus­tí­vel reno­vá­vel: um com­bus­tí­vel líquido que não precisa ser pres­su­ri­zado, o que sim­pli­fica a logís­tica. Em muitos aspec­tos, o metanol é seme­lhante ao óleo com­bus­tí­vel leve, o que sig­ni­fica que nossa tec­no­lo­gia atual pode ser usada com modi­fi­ca­ções rela­ti­va­mente peque­nas.”

O metanol é um fluxo lateral da indús­tria flo­res­tal e um sub­pro­duto da pro­du­ção de bio­di­e­sel. Pode ser pro­du­zido a partir de bio­massa, hidro­gê­nio e fontes fósseis. Inde­pen­den­te­mente da fonte, o metanol tem emis­sões subs­tan­ci­al­mente mais baixas do que os com­bus­tí­veis fósseis tra­di­ci­o­nais.

Em apli­ca­ções ter­res­tres, os bio­di­e­seis pro­va­ram ser uma exce­lente alter­na­tiva aos óleos com­bus­tí­veis tra­di­ci­o­nais. De acordo com Kat­te­lus, as pro­pri­e­da­des do bio­di­e­sel fin­lan­dês Neste My estão tão pró­xi­mas do óleo com­bus­tí­vel tra­di­ci­o­nal que ele pode ser usado com a tec­no­lo­gia atual e, ao mesmo tempo, reduzir os níveis de emissão da planta. Nos quei­ma­do­res Oilon, você nor­mal­mente só precisa subs­ti­tuir o detec­tor de chama para tornar toda a linha de quei­ma­do­res com­pa­tí­vel com o bio­di­e­sel.


Antti Hämälainen and Oilon ACE burners

Os melho­res quei­ma­do­res do mundo são feitos para con­di­ções do mundo real

A Oilon usa dinâ­mica de fluidos com­pu­ta­ci­o­nal (mode­la­gem CFD) como parte do pro­cesso de desen­vol­vi­mento de pro­du­tos. Os espe­ci­a­lis­tas da empresa criam pro­tó­ti­pos digi­tais e simulam a ope­ra­ção do quei­ma­dor antes de cons­truir um pro­tó­tipo físico.

Valores-​limite de emissão cada vez mais rigo­ro­sos exigem uma enge­nha­ria extre­ma­mente cui­da­dosa e testes exten­si­vos. Com a mode­la­gem CFD, a Oilon pode simular dezenas ou mesmo cen­te­nas de dife­ren­tes geo­me­trias do quei­ma­dor antes de criar o pri­meiro pro­tó­tipo.

Antti Hämäläinen tra­ba­lha como desen­vol­ve­dor de pro­du­tos na Oilon. Um de seus prin­ci­pais tra­ba­lhos é testar os pro­du­tos da linha de quei­ma­do­res Oilon ACE.

“Fazemos inú­me­ras mudan­ças no pro­tó­tipo. Não é sempre que o quei­ma­dor está com­ple­ta­mente pronto após o CFD”, diz Hämäläinen. “Quando tes­ta­mos nossos pro­du­tos, o obje­tivo é obter as con­di­ções o mais próximo pos­sí­vel das da fábrica do cliente. Temos muitas cal­dei­ras dife­ren­tes e sempre sele­ci­o­na­mos a que está mais próxima da cal­deira do cliente.”

Os desen­vol­ve­do­res de pro­du­tos dese­nham linhas de com­bus­tí­vel para o quei­ma­dor e cons­troem a auto­ma­ção neces­sá­ria. A tem­pe­ra­tura, a umidade e a pressão do ar influ­en­ciam o pro­cesso de com­bus­tão. Existem inú­me­ros outros fatores, alguns dos quais podem ser impos­sí­veis de levar em conta. Isso faz com que o feed­back do campo valha seu peso em ouro.

“A situ­a­ção no local do cliente pode mudar rapi­da­mente”, diz Hämäläinen. “Aqui na Oilon podemos fazer quase qual­quer coisa, mas o pessoal no campo não tem uma caixa de fer­ra­men­tas que lhes permita mexer com os mínimos deta­lhes. É por isso que tes­ta­mos dife­ren­tes con­fi­gu­ra­ções em vários fornos, certificando-​nos de que o produto está pronto. O obje­tivo é que você possa sim­ples­mente para­fu­sar a unidade à cal­deira e pres­si­o­nar a partida. Se houver pro­ble­mas, recri­a­re­mos as con­di­ções o mais próximo pos­sí­vel do labo­ra­tó­rio e solu­ci­o­na­re­mos o pro­blema por meio de testes.”

Os locais de ins­ta­la­ção e as neces­si­da­des dos cli­en­tes variam muito, e houve algumas sur­pre­sas ao longo das décadas. O enge­nheiro mecâ­nico Jarmo Have­ri­nen relem­bra os pro­ble­mas cau­sa­dos por arran­jos de trans­porte inco­muns. Em um caso, quei­ma­do­res foram ane­xa­dos a cal­dei­ras já na fábrica do cliente. As com­bi­na­ções queimador-​caldeira foram levadas para o local de ins­ta­la­ção por cami­nhão, e alguns quei­ma­do­res foram dani­fi­ca­dos durante o trân­sito. Uma vez iden­ti­fi­cado o pro­blema, o cliente poderia ser acon­se­lhado sobre como apoiar os quei­ma­do­res, evi­tando danos aos flanges do quei­ma­dor.

Pro­ble­mas de ignição são outro tópico sobre o qual a Oilon coleta dados do campo. Expe­ri­ên­cias prá­ti­cas mos­tra­ram que testes cui­da­do­sos são essen­ci­ais. Quando a pro­du­ção de um deter­mi­nado trans­for­ma­dor de ignição ter­mi­nou, a empresa teve que encon­trar um subs­ti­tuto o mais rápido pos­sí­vel. No local do cliente, tornou-​se evi­dente que o novo com­po­nente tinha uma cor­rente de ignição mais baixa, o que causou pro­ble­mas com cabos de ignição longos. O pro­blema foi cor­ri­gido e Oilon apren­deu uma lição valiosa.

“Rea­li­za­mos tantos testes no labo­ra­tó­rio que a máquina está total­mente ope­ra­ci­o­nal e pronta para uso. Rea­li­za­mos testes sobre testes e exe­cu­ta­mos a máquina em todas as com­bi­na­ções pos­sí­veis. O produto final parece com­ple­ta­mente dife­rente do que come­ça­mos. É disso que se trata o desen­vol­vi­mento de pro­du­tos”, conclui Hämäläinen.

Pro­du­tos padro­ni­za­dos garan­tem dis­po­ni­bi­li­dade

Mur­to­nen con­corda que é essen­cial garan­tir que os pro­du­tos estejam prontos para uso. Embora o desem­pe­nho e os níveis de emissão sejam uma pri­o­ri­dade, a con­fi­a­bi­li­dade é o que serve como base.

“Os quei­ma­do­res devem ser con­fiá­veis, o que sig­ni­fica que eles pre­ci­sam ser robus­tos e prontos para uso em todos os momen­tos. Em uma palavra, os quei­ma­do­res pre­ci­sam ter uma exce­lente dis­po­ni­bi­li­dade”, diz Mur­to­nen. Outro fator sig­ni­fi­ca­tivo é o range de capa­ci­dade do quei­ma­dor. As cal­dei­ras a vapor, por exemplo, exigem uma ampla range de capa­ci­dade.

Os sites e apli­ca­ti­vos de ins­ta­la­ção variam muito. Os quei­ma­do­res usados em ambi­en­tes mari­nhos e aqueles que usam com­bus­tí­veis cor­ro­si­vos pre­ci­sam ser à prova de cor­ro­são. Feliz­mente, os cli­en­tes podem ante­ci­par suas neces­si­da­des futuras – uma con­si­de­ra­ção impor­tante, diz Mur­to­nen, pois um quei­ma­dor aten­derá o cliente por cerca de 25 anos.

A dimi­nui­ção da dis­po­ni­bi­li­dade de gás natural na Europa gerou uma forte procura de quei­ma­do­res de com­bus­tí­vel duplo e outras solu­ções alter­na­ti­vas de quei­ma­do­res. Cada vez mais, os cli­en­tes sele­ci­o­nam um produto com emis­sões mínimas, e o petró­leo não é mais visto como uma solução sus­ten­tá­vel.

“O que nos dife­ren­cia da con­cor­rên­cia é que alcan­ça­mos as menores emis­sões do mundo com boa efi­ci­ên­cia e baixo oxi­gê­nio resi­dual”, diz Mur­to­nen.

Por exemplo, os quei­ma­do­res de NOx Ultra Baixos base­a­dos na tec­no­lo­gia de pré-​mistura podem atingir níveis de emissão infe­ri­o­res a 2,5 ppm (5 mg/Nm3). Mesmo com seu desem­pe­nho de pri­meira linha, os quei­ma­do­res são fáceis de manter e ins­ta­lar. A maior parte da tec­no­lo­gia é a mesma dos quei­ma­do­res tra­di­ci­o­nais. Adaptar a tec­no­lo­gia de com­bus­tão limpa a con­di­ções vari­a­das requer o equi­lí­brio de inú­me­ros fatores. No entanto, como os pro­du­tos são padro­ni­za­dos, o pla­ne­ja­mento de um sistema leva pouco tempo e o desem­pe­nho estável é garan­tido.

“As usinas de energia podem exigir solu­ções com vários quei­ma­do­res. Nesses pro­je­tos, pre­ci­sa­mos con­si­de­rar a colo­ca­ção do quei­ma­dor, ou seja, como os quei­ma­do­res devem estar loca­li­za­dos nas paredes da cal­deira para um ótimo desem­pe­nho de emis­sões “, des­creve Mur­to­nen. “A equipe de espe­ci­a­lis­tas da Oilon lidará com isso e encon­trará uma solução sele­ci­o­nando os quei­ma­do­res e a auto­ma­ção neces­sá­ria. Uma vez que isso é con­cluído, a entrega pros­se­gue como de costume.”

A seleção de pro­du­tos da Oilon promove a eco­no­mia cir­cu­lar. Os quei­ma­do­res da empresa podem ser usados para pro­du­zir energia limpa e apro­vei­tar os fluxos late­rais. As bombas de calor indus­tri­ais Oilon, por sua vez, per­mi­tem que os ope­ra­do­res usem o calor pro­du­zido de forma mais efi­ci­ente e uti­li­zem energia que, de outra forma, seria eva­po­rada para a atmos­fera. No futuro, mais fontes base­a­das em ele­tri­ci­dade serão usadas, dimi­nuindo a par­ti­ci­pa­ção da tec­no­lo­gia de com­bus­tão. Ao mesmo tempo, à luz de normas de emissão cada vez mais rigo­ro­sas e da cres­cente gama de com­bus­tí­veis limpos dis­po­ní­veis, haverá neces­si­dade de solu­ções de com­bus­tão cada vez mais ver­sá­teis. Solu­ções e sis­te­mas de quei­ma­do­res sus­ten­tá­veis base­a­dos em energia reno­vá­vel se com­ple­men­tam e se apoiam.

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