Por que os óxidos de enxofre são ruins e como funciona a tecnologia de dessulfurização de gases de combustão

Feb 08, 2024

Os óxidos de enxofre (SOx) apresentam diversos efeitos nocivos tanto ao meio ambiente como à saúde humana e animal. Grande parte do SOx na atmosfera provém da queima de combustíveis fósseis por centrais eléctricas e outras instalações industriais. No entanto, o uso da tecnologia de dessulfurização de gases de combustão reduz substancialmente as emissões de SOx e de partículas.

Os óxidos de enxofre (SOx) são um grupo de moléculas feitas de átomos de enxofre e oxigênio, como o dióxido de enxofre (SO2) e o trióxido de enxofre (SO3). SOx são poluentes que contribuem para a formação de chuva ácida, bem como para a poluição particulada.

Alguns SOx são gases e alguns são líquidos ou partículas sólidas. SO2 é a mais perigosa das moléculas SOx. É um gás incolor que cheira a fósforo queimado. O SO3, por outro lado, costuma ser um sólido incolor ou branco que cria fumaça branca no ar e tem fortes reações com a água. Tanto o SO2 quanto o SO3 reagem para formar ácido sulfúrico, que é tóxico para os tecidos vivos e é o principal componente da chuva ácida.

Embora algumas fontes naturais, como os vulcões, contribuam para o SOx na atmosfera, a grande maioria do SO2 libertado provém da queima de combustíveis fósseis para gerar eletricidade e calor. Quando o carvão e o petróleo queimam, o enxofre neles contido se combina com o oxigênio do ar para produzir SOx. As unidades alimentadas a gás natural também produzem SO2, mas muito menos. O Government Accountability Office dos EUA concluiu que as unidades alimentadas a carvão produziam mais de 90 vezes mais SO2 por MWh gerado em comparação com as unidades alimentadas a gás natural, devido principalmente ao maior teor de enxofre no carvão.

O SO2 emitido na atmosfera pode sofrer reações químicas para formar compostos que podem viajar longas distâncias. Esses compostos químicos assumem a forma de minúsculas partículas sólidas ou gotículas líquidas e podem permanecer no ar por dias ou até anos, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA).

Em algum momento, porém, os poluentes retornam à terra através dos processos de deposição atmosférica úmida e seca. Quando isso acontece, as partículas finas podem contribuir para doenças respiratórias graves, como asma e bronquite crónica, e podem levar à morte prematura. Além disso, o SO2 acidifica as águas superficiais, reduzindo a biodiversidade e matando peixes; danifica as florestas através de impactos diretos nas folhas e agulhas, e pela acidificação do solo e esgotamento dos nutrientes do solo; contribui para a diminuição da visibilidade (neblina regional); e acelera o desgaste de monumentos, edifícios e outras estruturas de pedra e metal.

Material particulado (PM) é o termo usado para uma mistura de partículas sólidas e gotículas líquidas encontradas no ar. A EPA classifica partículas finas inaláveis ​​como qualquer coisa com diâmetro de 2,5 mícrons (milionésimos de metro) ou menor, que chama de PM2,5. Embora as centrais eléctricas possam emitir uma quantidade muito limitada de PM directamente para a atmosfera, uma das suas principais contribuições para a poluição atmosférica por PM advém da emissão de SO2, que é convertido em sulfato na atmosfera e pode ser transportado por centenas de quilómetros. . A EPA disse que os efeitos deste PM na saúde podem incluir:

Em Junho de 1989, o presidente George HW Bush propôs revisões abrangentes à Lei do Ar Limpo. Com base nas propostas do Congresso apresentadas durante a década de 1980, Bush propôs legislação destinada a conter três grandes ameaças ao ambiente da nação e à saúde do seu povo: chuva ácida, poluição atmosférica urbana e emissões atmosféricas tóxicas. A proposta também pedia o estabelecimento de um programa nacional de licenças para tornar a lei mais funcional.

Por ampla votação, tanto a Câmara dos Representantes dos EUA (401-21) como o Senado dos EUA (89-11) aprovaram projetos de lei sobre ar limpo que continham os principais componentes das propostas do presidente. Um comité conjunto da conferência reuniu-se de Julho a Outubro de 1990 para resolver as diferenças nos projectos de lei, e o pacote recomendado pelos conferencistas foi aprovado por esmagadora maioria pelo Congresso. O presidente recebeu o projeto em 14 de novembro de 1990 e o assinou no dia seguinte.

As emissões de SO2 das centrais eléctricas dos EUA começaram a diminuir logo após a promulgação das Emendas à Lei do Ar Limpo (CAAA) de 1990 (Figura 1). Entre as disposições autorizadas pela CAAA estava o Programa Chuva Ácida (ARP), que impôs um limite máximo às emissões de SO2 provenientes de centrais eléctricas alimentadas a carvão e a óleo combustível residual a partir de 1995. O programa foi motivado principalmente por preocupações relativas à chuva ácida que afectava áreas a favor do vento de plantas que emitem compostos SOx. Dado que as unidades alimentadas a carvão representavam uma grande parte das emissões de SO2, o programa proporcionou um incentivo económico para que instalassem sistemas de controlo da poluição, queimassem carvão com baixo teor de enxofre e, para as centrais com emissões elevadas, enviassem menos electricidade.