A tecnologia Astec ajuda a reduzir o desperdício em águas residuais

A SoMax, uma empresa de soluções para resíduos, trabalha há mais de 10 anos para revitalizar um process carbonização hidrotérmica (HTC). Sua tecnologia trata os resíduos de uma forma inovadora e revolucionária, eliminando produtos farmacêuticos nocivos, plásticos e toxinas dos resíduos orgânicos. O process de conversão process combustível limpo à base de carbono, fertilizantes sem fósseis e água rica em nutrientes.

Fora com o velho

Somente nos Estados Unidos, produzimos 15.000 toneladas úmidas de resíduos humanos por dia, e a forma padrão de processamento desses resíduos deixa exatamente isso: muitos resíduos, todos com muito valor e energia remanescentes na forma de hidrogênio, carbono e outros elementos.

E assim, a tecnologia tem sido desenvolvida para encontrar maneiras de aproveitar os elementos benéficos dos nossos resíduos para explorar sua energia, removendo os produtos químicos nocivos que ingerimos como seres humanos.

Uma dessas tecnologias, a carbonização hidrotérmica (HTC), também conhecida como carbonização com água subcrítica ou água comprimida quente, foi identificada pela primeira vez em 1913 e revitalizada com pesquisas conduzidas pela Universidade de Villanova, financiadas por Dan Spracklin e pela equipe da SoMax.

Spracklin tornou-se CEO da Gray Brothers Septic Services em 2013 e uma das primeiras coisas que percebeu foi a magnitude dos resíduos orgânicos na área local. Com sua empresa, Spracklin viu a necessidade de fazer algo com esses resíduos e encontrar uma solução mais sustentável solução o tratamento de resíduos e abordou a estação de tratamento de águas residuais local em Phoenixville, PA, com a ideia de incorporar o HTC em suas instalações.

“Trabalhamos com Phoenixville, mantendo uma relação de 50 anos com eles através da empresa Gray Brothers, e eles estavam planejando uma reforma multimilionária no telhado do digestor de suas instalações”, disse Dan Spracklin, CEO da SoMax. “O sistema antigo era muito ineficiente, não gerava energia adicional para eles, e o sistema HTC os intrigou o suficiente para que iniciássemos um estudo de viabilidade.”

A cidade iniciou um process de licenciamento de três anos process tornou-se o primeiro sistema HTC de grande escala desse tipo nos Estados Unidos que transforma biossólidos em hidrocar, uma substância carvão que pode ser usada para gerar energia para alimentar suas instalações. Na verdade, quando estiver em plena capacidade e integrado a um sistema de cogeração, espera-se que produza hidrocar suficiente para gerar um excedente de eletricidade.

O que é HTC?

Hydrochar?HTCopens em uma nova guia? O que são e o que têm a ver com a Astec?

O sistema HTC de Phoenixville, o primeiro sistema de grande escala desse tipo nos Estados Unidos, transforma biossólidos em hidrocarvão, uma substância carvão.

“HTC é um process químico térmico. E tudo está no nome. Então, Hydro significa úmido e térmico significa que adicionamos calor a ele”, disse Spracklin. “A maneira mais fácil de pensar nisso é como uma panela de pressão de tamanho industrial, e qualquer material orgânico que você colocar nela passará por mudanças químicas e transformação. Nesse caso, colocamos lodo de esgoto nela e, então, o transformamos fazendo algumas coisas.

“Primeiro, estamos eliminando todas as bactérias, todos os patógenos e todos os vírus presentes nas águas residuais. Também estamos destruindo produtos farmacêuticos, microplásticos e produtos químicos persistentes nesse process. Pegamos um produto insalubre que normalmente é aplicado no solo, depositado em aterros ou incinerado, e pelo qual os municípios normalmente pagam para se livrar, e o transformamos em um produto que pode realmente ser usado.”

O produto final que pode ser utilizado é o Hydrochar.

“Com a tecnologia SoMax, estamos transformando algo que é um resíduo e um custo para o município, como o lodo de esgoto, em um produto com alta densidade energética”, continua Spracklin. “Isso é feito por meio de um process gaseificação, no qual o material é aquecido a alta temperatura e, na ausência de oxigênio, se converte em gás. Assim, ele se transforma em metano, monóxido de carbono, hidrogênio e CO2, e então passa por um gerador.

Então, é como um motor de combustão interna que gera calor e eletricidade.”

Proeza de engenharia para uma nova indústria e aplicação

Desde o início de 2023, o process HTC process sido executado em conjunto com digestores anaeróbicos em Phoenixville para fazer exatamente isso – com a ajuda dos aquecedoresHeatec HCSda Astec.

A equipe da SoMax entrou em contato com a Astec durante o process de instalação process Phoenixville, com a necessidade de calor confiável e consistente no local, que pudesse produzir óleo térmico eficiente a 500 °F, onde é usado durante a última fase do aquecimento.

“Os fabricantes com quem conversamos e que estavam ajudando a construir nossos reatores também haviam construído usinas de asfalto”, disse Spracklin. “Eles nos recomendaram entrar em contato com a Astec, que tinha uma reputação de produtos entregas de qualidade.”

O aquecedor Heatec HCS é necessário para a etapa final do aquecimento, a fim de elevar o material até a faixa de temperatura de reação, que fica entre 180 °C e 20 °C.

“Nossa meta é atingir 200 °C para o lodo de esgoto”, disse Spracklin. “Primeiro, fazemos uma etapa de recuperação de energia por meio de um trocador de calor, elevando a temperatura para cerca de 150 °C. Em seguida, o aquecedor Heatec HCS assume o controle, alimentando óleo em nosso aquecedor e elevando a temperatura para 205 °C.”

O sistema Heatec HCS também tem sido tão eficiente para Phoenixville que eles estão consumindo menos energia do que o inicialmente previsto.

“No momento, estamos consumindo cerca de meio MMBtu (um milhão de unidades térmicas britânicas), o que equivale a cerca de oito dólares por hora para transformar todo esse material”, disse Spracklin. “Originalmente, quando projetamos isso, os engenheiros disseram que teríamos um consumo de energia de um MMBtu e meio. O sistema Heatec HCS tem sido tão eficiente que, basicamente, estamos usando apenas cerca de um terço da energia projetada necessária.”

Outra vantagem do sistema de óleo térmico Heatec HCS da Astec para a SoMax é que ele funciona tanto com gás natural quanto com eletricidade.

“Em certos projetos em que estamos trabalhando, o gás natural não está disponível e, portanto, poder funcionar com eletricidade é fantástico”, disse Spracklin. “Para alguns de nossos clientes que nos procuram porque estão preocupados com os custos e querem soluções ambientais, é ótimo poder usar energia renovável para o sistema Heatec HCS e eliminar process consumo de combustível fóssil em nosso process .”

Com a parceria com a Astec ocorrendo de forma tão harmoniosa em Phoenixville, a SoMax já está buscando expandir a parceria com outro projeto em andamento no Tennessee, já que a Astec pode ajudar a desenvolver soluções desde o início para instalações que desejam capitalizar essa solução inovadora.

“Posso afirmar que o sistema de óleo térmico Heatec HCS da Astec tem funcionado de forma fantástica, exatamente como especificado e prometido”, disse Spracklin. “Não tivemos nenhum problema com ele. Há um aspecto de qualidade em trabalhar com eles, e sua reputação os precede.”

Eventualmente, em Phoenixville, eles esperam usar o hidrocar para cogeração. A estação de tratamento tem usado biogás apenas para aquecimento. O hidrocar pode ser aquecido e gaseificado, e o gás pode então alimentar um gerador. Phoenixville espera produzir hidrocar suficiente para gerar 153% da demanda energética da estação de tratamento, o que significaria vender uma grande quantidade de energia de volta à rede elétrica.