Thermal drying of biological sludge from paper mill for energy purposes

• Autor(a) principal: Avelar, Nayara Vilela
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/11184
• topic: Biomassa; Biocombustíveis; Lodo; Fornalhas; Meios de transferência de calor; Engenharias

Esta pesquisa teve como objetivo propor e investigar um sistema de secagem utilizando gases quentes de uma fornalha de fogo direto como fonte de energia para secar o lodo biológico para transformá-lo em combustível para caldeiras de biomassa. Os materiais utilizados foram o lodo biológico de uma indústria de papel, cavaco de madeira e casca de eucalipto, que foram utilizados como materiais estruturantes em duas diferentes proporções (15% e 25%). A presente tese foi dividida em quatro capítulos: 0 Capítulo I trata-se de uma revisão bibliográfica que investigou as tecnologias de secagem térmica de lodo para fins energéticos. No Capítulo II, foram determinadas as características e o comportamento térmico dos materiais, bem como de suas misturas. No Capítulo III, o sistema de secagem foi avaliado através da redução da umidade, do teor final de sólidos totais, da eficiência do processo de secagem e do consumo específico de energia. No Capítulo IV, foi implementado um modelo de simulação para o processo de secagem do lodo biológico como o objetivo de prever a temperatura e a distribuição de umidade dentro do lodo, utilizando o programa de simulação COMSOL Multiphysics© v5.2. Os resultados mostraram que a adição de cavaco de madeira e casca de eucalipto melhorou as características fisicas e termoquímicas do lodo. O sistema de secagem mostrou-se bastante promissor quando material estruturante foi adicionado ao lodo. A mistura de lodo com 25% de casca de eucalipto apresentou os melhores resultados de taxa de secagem, aumentando o teor de sólidos totais de 31 para 72%, em um intervalo de secagem de 5 horas. O modelo de simulação pode ser considerado uma ferramenta importante para otimizar o processo de secagem e desenvolver melhores estratégias para o controle do sistema. Pode-se concluir que os resultados obtidos representam uma importante etapa no desenvolvimento de métodos de secagem capazes de utilizar energias secundárias (gases liberados pelas caldeiras), potencialmente disponíveis em ambientes industriais. Pode-se também concluir que a combustão de misturas de lodo biológico proporciona uma ótima opção para a eliminação e utilização de uma fonte de resíduos renováveis, tais como o lodo industrial.