Efeito das propriedades da biomassa na combustão em leito fluidizado

• Autor(a) principal: Teixeira, Rita Correia Rêgo Gonçalves
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/12342
• topic: Engenharia do ambiente; Biomassa florestal - Cinzas residuais; Combustão em leito fluidizado

A necessidade de encontrar alternativas à utilização dos combustíveis fósseis para a produção de energia térmica e eléctrica tem conduzido a uma utilização crescente da biomassa como combustível sólido. Existem várias opções para a conversão energética da biomassa sendo a conversão termoquímica, e em particular a combustão em leito fluidizado, a mais utilizada atualmente. Esta tecnologia tem-se revelado adequada para este tipo de processo, pois permite bastante flexibilidade na utilização de diversos tipos de combustíveis, e é bastante eficiente do ponto de vista energético. A combustão da biomassa em leito fluidizado é influenciada por vários fatores como as condições de operação e as características do combustível. É por isso, fundamental conhecer a tecnologia de conversão energética e as características da biomassa utilizada como combustível, para se conseguir atingir boas eficiências de conversão energética. No âmbito deste trabalho foi caracterizada biomassa florestal residual existente em Portugal, no sentido de estudar a sua influência no processo de combustão em leito fluidizado. A biomassa florestal residual estudada é derivada do abate de eucalipto e pinheiro, e de operações e manutenção florestal, como a acácia. Observou-se que após trituração da biomassa e secagem ao ar, para os vários tipos de biomassa o teor de humidade variou na gama 10% a 14% (massa, btq), o teor de cinzas está na gama 1% a 4% (massa, bs) e o teor de matéria volátil variou na gama 80% a 84% (massa, bs). No que respeita à composição elementar o teor de carbono variou na gama 45% a 49% (massa, bssc), e o teor de hidrogénio na gama 6% a 8% (massa, bssc). Relativamente à análise dos elementos químicos solúveis, a biomassa que apresentou valores mais elevados foram as folhas e ramos de eucalipto. Durante as experiências de combustão no reator de leito fluidizado à escala piloto foi avaliado o efeito do tipo de biomassa e da estequiometria no desempenho do reator. Foram monitorizadas as temperaturas ao longo do reactor e a composição do efluente gasoso em termos de O2, CO2, CO, NO, Verificou-se que a estequiometria influencia a concentração dos diferentes compostos no efluente gasoso. Observando-se um efeito positivo na diminuição de CO quando se aumenta a estequiometria. Um aspeto importante a realçar, resulta do facto de ser ter observado que a alimentação do combustível sólido tem um papel importante no desempenho do processo de combustão. Verificou-se que a existência de irregularidades na alimentação do combustível resulta em valores elevados para a concentração de compostos como o CO, que para além de ser um poluente é também um indicador de ineficiência do processo de combustão. Neste contexto, observouse que as características físicas do combustível sólido influenciam o processo de alimentação. O combustível derivado de destroçamento de biomassa florestal residual resultante do abate de pinheiro exibiu melhores características de transporte, e portanto um melhor desempenho do reator de leito fluidizado durante o processo de combustão, do que o combustível destroçado derivado de eucalipto ou de acácia. Contudo, para os vários tipos de biomassa, verificou-se que apesar de algumas irregularidades na alimentação do combustível, e que se traduziram por flutuações na composição do efluente gasoso, a temperatura no reator manteve-se relativamente estável ao longo do tempo. Este comportamento reflete as características do leito fluidizado como reactor adequado para a combustão de vários tipos de combustível sólido, assim como para amortecer as flutuações relacionadas com as características do combustível, e garantir desse modo uma operação relativamente isotérmica.