Behavior of pellets combustion produced with pine and RDF (Refused derived fuel) in a domestic boiler
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10400.19/5611 |
Resumo: | O principal objectivo deste trabalho é a avaliação das características físicas e das emissões poluentes decorrentes da combustão de peletes compostas por diferentes tipos de matérias-primas, nomeadamente o Pinus pinaster e o combustíveis derivados de resíduos (CDR). O procedimento experimental decorreu Através da utilização de utilização de uma caldeira doméstica (com potência térmica de 20 kW) tendo-se avaliado asua eficiência térmica com a utilização das diferentes misturas do materiais acima referidos. Os peletes de pinheiro utilizados já estavam certificados de acordo com os padrões ENplus, uma vez que foram cedidos por uma produtora portuguesa. Da mesma empresa também foi cedida a madeira de pinheiro moída utilizada durante a fase de peletização no laboratório dos combustíveis compostos por diferentes percentagens de pinheiro e CDR. Este último foi cedido pelo sistema de gestão de resíduos sólidos urrbanos da Associaçao de Municípios da Região do Planalto Beirão. Inicilamente começou-se por preparar as misturas dos dois tipos de matérias-primas (pinho e CDR) em três percentagens: 5% de CDR / 95% de pinus, 10% de CDR / 90% de pinus e 15% de CDR / 85% de pinho, avaliando como comparação peletes apenas de pinho. As análises físicas foram então realizadas na matéria-prima (teor de humidade e análise granulométrica). Após o preparação, as características das peletes foram avaliadas (humidade, durabilidade mecânica, teor de finos, tamanho e densidade aparente). Posteriormente, foi avaliada a combustão, nomeadmanete a efeciência da calderia e as emissoes gasosas resultantes do processo, apenas com a carga térmica "alta" na caldeira. Durante a combustão, a eficiência térmica foi determinada usando o método direto e, em particular, os parâmetros registrados no estado estacionário. No mesmo regime, foram analisadas as emissões poluentes (CO, NOx e CO2) e compostos orgânicos voláteis (COV). Os resultados mostram que a eficiência térmica foi maior no caso de peletes de pinho (cerca de 61%), como esperado, mas foi quase similar no caso dos três tipos de pellets compostos por diferentes percentuais de pinus e CDR (cerca de 50%). Os níveis de emissões de CO, CO2 e NOx, como esperado, são maiores no caso de peletes com CDR em comparação com peletes de pinheiro (100% de pinho). As emissões de CO, em particular, são de cerca de 379 ppm no caso de peletes formados a partir de pinheiro e cerca de 498 ppm e 442 ppm, respectivamente, no caso de peletes formados por 10% e 15% de CDR. A diferença é menos evidente no caso das emissões de CO2, mas é patente no caso das emissões de NOx e NO. De facto, para o NOx existem emissões de cerca de 90, 150 e 164 ppm, respectivamente, para combustíveis formados por pinho, 10% e 15% de RDF. A mesma tendência ocorre no caso das emissões de NO. |
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Behavior of pellets combustion produced with pine and RDF (Refused derived fuel) in a domestic boilerCombustãoPelletCDR (combustível derivado recusado)PinhoCaldeira domésticaBiomassaDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia do AmbienteO principal objectivo deste trabalho é a avaliação das características físicas e das emissões poluentes decorrentes da combustão de peletes compostas por diferentes tipos de matérias-primas, nomeadamente o Pinus pinaster e o combustíveis derivados de resíduos (CDR). O procedimento experimental decorreu Através da utilização de utilização de uma caldeira doméstica (com potência térmica de 20 kW) tendo-se avaliado asua eficiência térmica com a utilização das diferentes misturas do materiais acima referidos. Os peletes de pinheiro utilizados já estavam certificados de acordo com os padrões ENplus, uma vez que foram cedidos por uma produtora portuguesa. Da mesma empresa também foi cedida a madeira de pinheiro moída utilizada durante a fase de peletização no laboratório dos combustíveis compostos por diferentes percentagens de pinheiro e CDR. Este último foi cedido pelo sistema de gestão de resíduos sólidos urrbanos da Associaçao de Municípios da Região do Planalto Beirão. Inicilamente começou-se por preparar as misturas dos dois tipos de matérias-primas (pinho e CDR) em três percentagens: 5% de CDR / 95% de pinus, 10% de CDR / 90% de pinus e 15% de CDR / 85% de pinho, avaliando como comparação peletes apenas de pinho. As análises físicas foram então realizadas na matéria-prima (teor de humidade e análise granulométrica). Após o preparação, as características das peletes foram avaliadas (humidade, durabilidade mecânica, teor de finos, tamanho e densidade aparente). Posteriormente, foi avaliada a combustão, nomeadmanete a efeciência da calderia e as emissoes gasosas resultantes do processo, apenas com a carga térmica "alta" na caldeira. Durante a combustão, a eficiência térmica foi determinada usando o método direto e, em particular, os parâmetros registrados no estado estacionário. No mesmo regime, foram analisadas as emissões poluentes (CO, NOx e CO2) e compostos orgânicos voláteis (COV). Os resultados mostram que a eficiência térmica foi maior no caso de peletes de pinho (cerca de 61%), como esperado, mas foi quase similar no caso dos três tipos de pellets compostos por diferentes percentuais de pinus e CDR (cerca de 50%). Os níveis de emissões de CO, CO2 e NOx, como esperado, são maiores no caso de peletes com CDR em comparação com peletes de pinheiro (100% de pinho). As emissões de CO, em particular, são de cerca de 379 ppm no caso de peletes formados a partir de pinheiro e cerca de 498 ppm e 442 ppm, respectivamente, no caso de peletes formados por 10% e 15% de CDR. A diferença é menos evidente no caso das emissões de CO2, mas é patente no caso das emissões de NOx e NO. De facto, para o NOx existem emissões de cerca de 90, 150 e 164 ppm, respectivamente, para combustíveis formados por pinho, 10% e 15% de RDF. A mesma tendência ocorre no caso das emissões de NO.ABSTRACT: The main object of this work is the evaluation of the physical characteristics and the pollutant emissions resulting from the combustion of pellets composed of different types of raw material, namely Pinus pinaster and refused derived fuel (RDF). The thermal efficiency of the domestic boiler (with a thermal output of 20kW) used in the experiments was also evaluated. The pine pellets used were already certified according to ENplus standards as they were ceded by a Portuguese manufacturer. From the same company was also ceded the milled pine wood used during the pelletizing phase, performed in the laboratory, of fuels composed of different percentages of pine and RDF. This last one was provided by the Assocaiaçã de Municipios da Região do Planalto Beirão waste management system. The first step was to mix the two types of raw material (pine and RDF) in three differents percentages: 5% of RDF/95% of pine, 10% of RDF/90% of pine and 15% of RDF/85 % of pine, having 100% pine as reference. Then the physical analyzes on the raw material were performerd (humidity content and particle size distribution). After their pelettization, the characteristics of the experimental pellets were evaluated (humidity content, durability, fine content, dimensions and bulk density). During the combustion, with the "high" thermal load, the thermal efficiency was determined using the direct method through parameters recorded in the stationary regime. In the same regime the pollutant emissions (CO, NOx and CO2) were analysed, as well as the volatile organic compounds (VOCs). The results show that the thermal efficiency was higher in the case of pine pellets (about 61%), as expected, but it was almost similar in the cases of the three types of pellets composed of different percentages of pine and RDF (approx. 50%). The levels of CO, CO2 and NOx emissions, as expected, are higher in the case of pellets also formed by RDF compared to pine. The CO emissions in particular are about 379 ppm in the case of pellets formed from pine and about 498 ppm and 442 ppm respectively in the case of pellets formed by 10% and 15% of RDF. The difference is less evident in the case of CO2 emissions but very evident in the case of NOx and NO emissions. In fact, for NOx there are emissions of about 90, 150 and 164 ppm respectively for fuels formed by pine, 10% and 15% of RDF. The same tendency will occur in the case of the NO emissions.Brás, Isabel Paula LopesPereira, Carlos Alberto CatorzeRepositório Científico do Instituto Politécnico de ViseuMauro, Brigida2019-09-03T10:44:49Z2019-07-242019-07-082019-07-24T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.19/5611TID:202279146enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-01-16T15:28:13Zoai:repositorio.ipv.pt:10400.19/5611Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T16:43:56.856693Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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