Avaliação da co-combustão de carvão mineral com serragem de eucalipto em leito fluidizado borbulhante

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Cunha, Marcelo Gregory
• Orientador(a): Wander, Paulo Roberto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Co-combustão; Leito fluidizado borbulhante; Biomassa; Carvão mineral
• Palavras-chave em Inglês: Co-combustion; Bubbling fluidized bed; Biomass; Coal
• Área do conhecimento CNPq: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica
• Link de acesso: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/9893

Estima-se que o carvão mineral permanecerá, pelos próximos anos, como o principal insumo para a produção de energia elétrica. Desta forma, há a necessidade em se estudar a sua co-combustão com biomassa, um combustível renovável e abundante, visando atenuar os impactos ambientais causados pelas emissões deste combustível fóssil. O presente estudo teve como objetivo analisar o efeito do teor de biomassa na co-combustão de biomassa e carvão mineral em um reator em leito fluidizado borbulhante em escala laboratorial. A biomassa utilizada é a serragem de eucalipto oriunda do Rio Grande do Sul e o carvão mineral é originário de uma jazida da Colômbia. Foram avaliados o comportamento fluidodinâmico a frio, as características físicas e térmicas das partículas, as condições operacionais do reator, bem como as emissões dos gases CO, CO2, NO e SO2. Foi possível observar que, a velocidade mínima de fluidização aumentou à medida que maiores razões de biomassa foram adicionadas à mistura. As análises químicas e térmicas do carvão mineral identificaram um baixo teor de cinzas (aproximadamente 7%) e um elevado poder calorífico (28,1 MJ/kg). As temperaturas no interior do leito se mantiveram estáveis, entre 800 e 900 °C, para todas as misturas e excessos de ar analisados. A adição de biomassa na mistura, nas proporções de 10 e 25% em massa, elevou a temperatura média do leito devido a rápida devolatilização do conteúdo volátil da biomassa verificados nos testes de TGA. Na região do freeboard foram observadas flutuações de temperatura, principalmente na mistura com 25% de biomassa. A adição de 10 e 25% de biomassa se mostrou favorável quanto às emissões de CO para a maioria das razões testadas. A adição de 10% de biomassa promoveu uma melhor eficiência do processo de combustão, sendo este fato observado com base na emissão de CO2 mais próxima da ideal. Quanto aos gases NO e SO2, o acréscimo de biomassa resultou em uma leve redução nas emissões quando comparada à queima singular do carvão mineral, o que pode ser explicado pela menor concentração dos elementos N e S presentes na biomassa.