Planta industrial de biogás francesa aposta nas bombas de mangote Bredel para transferir pasta abrasiva quente

• Três bombas Bredel 65 dão suporte a processos digestores em uma grande planta de biogás
• As bombas foram especialmente dimensionadas para minimizar os tempos de parada e o período de retorno sobre investimento
• Baixa manutenção é fundamental em plantas industriais de biogás

Uma das maiores plantas de biogás na França instalou recentemente em seu principal processo três bombas de mangote Bredel 65 da Watson-Marlow Fluid Technology Solutions (WMFTS). As bombas estão sendo usadas para transferir pasta abrasiva homogênea em três etapas do processo que são fundamentais para manter um fornecimento uniforme de energia à região.

A planta de biogás, projetada e construída em 2017, tem a capacidade de produzir 2,2 milhões de m³ de biometano por ano, alimentando a grade GRDF (Gaz Réseau Distribution France) e fornecendo energia a 10% da população local. Quase 50% da mistura de resíduos orgânicos digerida na planta é composta de esterco de fazendas de gado e aves. O restante é fornecido por fábricas de conserva de peixes e abatedouros locais.

Em uma etapa de pré-tratamento nessa planta, os diferentes fluxos de resíduos são misturados em uma suspensão orgânica homogênea, livre de materiais inertes, antes da digestão. O processo específico (digestão mesofílica) aplicado na planta significa que os resíduos têm que ficar no digestor por 50 dias (em vez do mais comum 17 a 21 dias), não somente em função das temperaturas mais baixas de processamento, mas também devido às substâncias vegetais, que levam mais tempo para serem digeridas e correspondem a 20% do conteúdo. Esse material vegetal também significa que a redução do volume após a digestão é de somente 20%, em vez dos 50% mais comum em plantas de biogás.

Design e planejamento

As bombas Bredel 65 atendem aos três principais processos de transferência na planta francesa: da entrada no buffer ao reservatório de compensação via trocadores de calor; da entrada no buffer ao reservatório de compensação via pasteurizadores; e do reservatório de compensação ao digestor via trocadores de calor.

A instalação das bombas precisava levar em consideração o sistema de tubulação entre a entrada do buffer ao reservatório de compensação 5 m acima (via trocadores de calor), passando por consideráveis distâncias de tubulações de descarga e dobras. O impacto na contrapressão devido às longas tubulações poderia afetar negativamente muitos outros tipos de bombas. Contudo, as bombas Bredel são capazes de manter vazão constante mesmo com alta contrapressão, e durante toda a vida útil do mangote.

Nessa planta de produção de biometano, as bombas Bredel 65 operam à velocidade relativamente baixa de 14 rpm e geram uma vazão de 4 m3/h. Na primeira parte do processo, a pasta tem uma temperatura de cerca de 30 ºC e viscosidade de 500 cPs, com 9 a 12% de conteúdo seco, apesar de potencialmente poder chegar a 60%, criando uma abrasão extremamente alta. A temperatura alcança 40 ºC a 55 ºC na segunda etapa da digestão, mas consequentemente, com uma viscosidade reduzida. Após a pasteurização, a temperatura aumenta novamente para 70 ºC.

As bombas Bredel transferem lamas e pastas viscosas e abrasivas com até 80% de sólidos em suspensão A capacidade da bomba é totalmente independente das condições de sucção e descarga, e o uso de um mangote de borracha natural nessa aplicação significa que fluidos com temperaturas de até 80 ºC podem ser bombeados. Os mangotes têm um diâmetro interno macio que amortece partículas grandes e abrasivas, enquanto as múltiplas camadas de reforços de nylon e a rígida camada externa fornecem um excelente desempenho e longa vida útil.

Baixo custo total de propriedade

A velocidade relativamente baixa de 14 rpm da bomba Bredel nessa aplicação atende aos requisitos de tempos de operação e custo total de propriedade. Baixa manutenção é fundamental em plantas de biogás, que são altamente automatizadas e têm poucos operadores. Essa planta, por exemplo, tem somente três operadores.

O potencial para ocorrerem manutenções repetidas é alto em bombas de cavidade progressiva. Um estator pode ser destruído em segundos se a bomba funcionar a seco acidentalmente. Fatores como pressão, conteúdo abrasivo e temperatura podem afetar negativamente o desempenho da bomba.

Em contrapartida, a bomba Bredel é à prova de erros e jamais funciona a seco. Além disso, ela tem somente uma peça de desgaste, o mangote, que pode ser trocado em cerca de 30 min no próprio local e não requer a presença de técnicos especializados. Principalmente, a vida útil do mangote é repetível, garantindo que as plantas de biogás possam planejar sua manutenção preventiva de acordo.

Por último, a pasta digerida na planta francesa de biogás é reusada como fertilizante orgânico natural em 20.000 hectares de fazendas na região, reduzindo a necessidade da compra de 60 ton de fertilizantes químicos e representando uma economia anual de €15.000 para cada um dos 17 fazendeiros. E ainda mais, o processo de digestão reduz as emissões de carbono em 4.222 ton de CO2.

Bombas de mangueira Bredel