THERMAL BEHAVIOR OF FOREST BIOMASS WASTES PRODUCED DURING COMBUSTION IN A BOILER SYSTEM

AUTOR(ES)
FONTE

Rev. Árvore

DATA DE PUBLICAÇÃO

23/09/2019

RESUMO

RESUMO Durante a queima da biomassa em sistemas industriais haverá a formação de resíduos contendo cinzas e carbono residual, cujo teor será variável em função da eficiência e dos parâmetros de operação das câmaras de combustão. A caracterização destes resíduos é ferramenta essencial para visualizar a sua potencialidade de reuso energético. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar o comportamento térmico da biomassa e dos resíduos gerados no processo de combustão em caldeira. Foram analisadas amostras de biomassa florestal e das cinzas geradas na combustão desta biomassa em laboratório, e em quatro pontos de geração e tratamento dos resíduos da combustão (readler, tremonha, lavador de gases e decantador) dentro da caldeira de uma termelétrica. Em todas as amostras foi realizada a análise termogravimétrica (TG e DTG) e determinadas a composição química elementar, análise imediata e o poder calorífico superior. A eficiência de queima da biomassa na fornalha da caldeira foi alta, demonstrada pela composição química e comportamento de degradação térmica dos resíduos coletados no readler. Os resíduos leves do lavador de gases apresentaram propriedades químicas e energéticas (7180 kcal/kg; 75% de teor de carbono fixo; 21 % de teor de voláteis e 3,72% de cinzas) e comportamento térmico similares ao observado para o carvão vegetal de eucalipto. Porém, para o reuso dos resíduos da combustão em caldeira, em sistemas de reinjeção ou requeima, ajustes nos equipamentos são essenciais para se alcançar a eficiência na queima e evitar problemas operacionais. Já os resíduos do decantador não apresentam potencial para reuso energético.ABSTRACT It is known that during the biomass combustion in industrial systems the formation of residues containing ashes and residual carbon occurs. The content of the residues varies according to the efficiency and operating parameters of the combustion chambers. The characterization of these residues is an essential tool to identify their potential for energy reuse. The aim of this paper was to analyze the thermal behavior of the biomass and the residues yielded during the combustion process in a boiler system. For this purpose, forest biomass and ash samples have been analyzed in a laboratory and at four collection points of generation and treatment of the combustion residues (readler, hopper, scrubber, and decanter) inside the boiler of a power plant. The thermogravimetric analysis (TGA and DTA) have been carried out on all samples. Moreover, the ultimate analysis, the proximate analysis and the gross calorific value of all samples have been determined. Results show that the biomass burning efficiency in the boiler furnace was high, which was proven by the chemical composition and thermal degradation behavior of the residues collected in the readler. The scrubber’s light wastes presented chemical and energy properties (7180 kcal/kg, 75% fixed carbon content, 21% volatile content and 3.72% ash content), and thermal behavior similar to the ones found in the literature for eucalyptus charcoal. However, in order to reuse these combustion residues on reinjection or reheat systems, machine adjustments are essential to achieve burning efficiency and avoid operational problems. The decanter wastes did not show potential for energy reuse.

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