Recuperação de energia em processos de incineração de resíduos - Casian, Elena (2014)
O presente trabalho analisa a recuperação de energia a partir da incineração de resíduos urbanos (RU) sob as formas de calor e trabalho mecânico, pretendendo ser uma contribuição para a avaliação de desempenho energético de uma instalação de incineração de resíduos urbanos. Para o efeito, foi efetuado o balanço mássico e energético em condições nominais de funcionamento, tendo sido calculados os caudais mássicos de combustível auxiliar, de ar e de produtos de combustão e ainda a potência térmica disponível. Por outro lado estabeleceu-se um modelo termodinâmico do ciclo Rankine em funcionamento numa instalação, com base no aplicativo Cyclepad. A informação de base para a modelização foi obtida por inquérito junto de um operador de incineração de resíduos urbanos e por pesquisa de informação disponível na Web. Os resultados obtidos para o caso de estudo mostram que o balanço mássico e energético pode complementar a análise termodinâmica do ciclo de Rankine, permitindo ambas representar o essencial do processo de incineração de resíduos urbanos sob os pontos de vista técnico e ambiental. A aplicação dos referidos modelos ao caso de estudo, permitiu concluir que a manutenção da incineração de 1100 ton/dia de resíduos urbanos em condições apropriadas ao longo do ano, exige a utilização permanente de combustível auxiliar, em particular quando o teor de humidade dos resíduos é superior a cerca de 30%, para que seja possível assegurar a produção de trabalho mecânico útil (energia elétrica vendida à rede) de cerca de 22 MWe. Contudo a melhoria do poder calorífico do resíduo poderia contribuir para reduzir a referida necessidade de combustível auxiliar. Tendo em conta as atuais circunstâncias do caso de estudo, conclui-se que nas condições operatórias indicadas e em particular tendo em conta o PCI e o teor de humidade dos resíduos, a tecnologia corrente de incineração não deverá permitir atingir os níveis de eficiência que suportem o estatuto de valorização de resíduos R1, acordo com a eficiência de recuperação de energia dada pela fórmula R1. A melhoria da eficiência do processo exige ou uma aplicação útil para o calor residual (aquecimento, secagem, etc.), ou a melhoria do poder calorífico (redução do teor de humidade, através de uso de CDR, etc.) ou a melhoria da tecnologia de recuperação de energia (extração e reaquecimento do vapor durante a expansão, aumento da pressão de operação da caldeira, etc.