Secagem e co-combustão de lamas em leito fluidizado - Santos, Cláudio Emanuel da Cunha (2013)
A co-combustão é um processo utilizado na conversão energética de lamas biológicas e biomassa. Embora seja um processo ainda em estudo, já tem algumas aplicações à escala industrial. Neste contexto a tecnologia de leito fluidizado parece ser aquela que apresenta mais vantagens, quer do ponto de vista operacional quer ambiental. No entanto, existem alguns aspetos relacionados com esta tecnologia que necessitam ainda de ser otimizados, nomeadamente os relacionados com as características e gestão das cinzas produzidas. O processo de co-combustão de lamas biológicas com biomassa pode constituir uma alternativa importante na valorização energética das lamas, caso se consigam obter condições de operação adequadas, e que minimizem problemas operatórios associados à conversão termoquímica das lamas. Neste trabalho foram realizadas experiências de co-combustão de biomassa florestal e lamas biológicas num leito fluidizado à escala piloto. Foi estudado também o processo de secagem da biomassa florestal e das lamas. A biomassa florestal usada foi a estilha produzida a partir de resíduos do abate de eucalipto e as lamas biológicas usadas tiveram origem no tratamento biológico de um efluente industrial de uma indústria de pasta de papel. Após secagem ao ar para ambos os tipos de biomassa, realizaram-se as experiencias de combustão no leito fluidizado. Foram caracterizadas as condições de operação do leito fluidizado, nomeadamente em termos da distribuição de temperatura e pressão ao longo da câmara de combustão, e concentração de O2, CO2 e CO nos gases de exaustão. Foi realizada a caracterização físico química das cinzas de fundo e volantes. A análise das cinzas por Fluorescência de Raio-X (FRX) mostrou que as cinzas de fundo são compostas essencialmente por Si, e que as cinzas volantes apresentam o Ca como principal elemento químico. Do processo de lixiviação das cinzas com água destilada resulta uma solução alcalina (pH>12) e com condutividade na gama 10,42 mS e 12,46 mS para as cinzas de fundo e 11,89 mS e 21,80 mS para as cinzas volantes. Foi também realizado o estudo teórico sobre o efeito da humidade do combustível na energia disponível resultante da conversão energética da biomassa, e foi avaliada a possibilidade de secar as lamas com recurso a calor rejeitado (nos gases de exaustão) do processo de combustão. Concluiu-se que para as condições estudadas, o processo deixa de ser autotérmico a 800ºC para um teor de humidade da mistura de 60%, a que corresponde a fração de 0,785 de lamas na mistura. Para as condições estudadas verificou-se que o caudal de lamas que se poderia secar é igual 0,843 kg/h, o que representa 49,5% da massa de lamas da mistura combustível alimentada na câmara de combustão.