Caracterização da combustão de madeira num fogão doméstico

• Autor(a) principal: Baptista, Joana Patrícia de Castro Valente
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/8605
• topic: Engenharia do ambiente; Madeira; Combustão; Resinosas; Folhosas

A combustão doméstica de biomassa lenhosa é uma forma de aquecimento bastante comum. No entanto, muitas vezes este processo está associado a tecnologias de baixa eficiência energética, e acerca das quais o conhecimento científico sobre as condições de operação é escasso. Neste contexto, é importante a avaliação das características de operação destes equipamentos de combustão doméstica de modo a permitir o desenvolvimento de modos de operação mais eficientes, e de tecnologias com melhor desempenho energético e ambiental. Neste trabalho foi efectuada a caracterização físico-química de alguns tipos de madeira (de folhosas e de resinosas) normalmente utilizada em Portugal para aquecimento doméstico. A madeira utilizada como combustível foi caracterizada em termos da dimensão das partículas, análise imediata e análise elementar. A humidade da madeira estava na gama entre 8 e 10 %btq. A madeira de folhosas apresenta um conteúdo em cinzas superior (4,3 %btq) em relação ao observado na resinosa estudada (0,3 %btq). O conteúdo em matéria volátil da madeira está na gama 73,7 a 87,4 %btq. O conteúdo em carbono fixo na gama 9 a 26 %btq. Foi caracterizado o processo de combustão dos diferentes tipos de madeira num fogão utilizado para aquecimento doméstico. O fogão tem um regime de operação com alimentação de cargas de biomassa. Durante a combustão duma carga de biomassa foi realizada a monitorização contínua da massa de combustível na grelha do fogão, do caudal de ar de combustão, da temperatura na câmara de combustão e ao longo da conduta de exaustão, e da composição dos gases de combustão na exaustão. O consumo médio de biomassa durante um ciclo de combustão duma carga variou na gama 1,7 a 2,0 kg/h. A combustão de uma carga de biomassa apresenta dois períodos distintos: i) um primeiro período, durante o qual ocorre a secagem e a combustão dos voláteis, caracterizado pela presença de chama intensa e por um elevado consumo de biomassa; e ii) um segundo período que se caracteriza pela combustão do carbonizado, pela ausência de chama e por um baixo consumo de biomassa. Observou-se uma concentração de inqueimados (CO e CH4) mais elevada no início do ciclo de combustão de uma carga, em resultado de uma baixa temperatura na câmara de combustão, e da não ignição da mistura gasosa resultante da desvolatilização do combustível. Durante o período de combustão com chama observaram-se valores de temperatura na câmara de combustão, velocidade de consumo de biomassa, potência térmica e eficiência energética mais elevados. A potência térmica útil média do equipamento durante a combustão duma carga de biomassa variou na gama 6 a 7 kWth, sendo os valores mais elevados observados durante a combustão de pinheiro bravo. A eficiência energética média do equipamento durante a combustão de uma carga de biomassa está na gama 61 a 68 %, sendo os valores mais elevados observados durante a combustão de eucalipto. Do trabalho realizado pode-se concluir que não existem diferenças significativas entre a combustão de folhosas e resinosas.