Métodos de mitigação dos problemas operacionais associados as cinzas da combustão de cascas de eucalipto
João Alberto Fioresi Altoé
TESE
Português
T/UNICAMP AL79m
[Methods for mitigating operational problems associated with ash from the combustion of eucalyptus bark]
Campinas, SP : [s.n.], 2024.
1 recurso online (238 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Waldir Antonio Bizzo
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia Mecânica
Resumo: Energia deve ser o assunto mais discutido no mundo atualmente. O impacto desse tema na economia, na política, no meio ambiente e na vida das pessoas motiva tamanha importância dada a ele. O consumo energético cresce a cada dia com o crescimento populacional e com o desenvolvimento de regiões...
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Resumo: Energia deve ser o assunto mais discutido no mundo atualmente. O impacto desse tema na economia, na política, no meio ambiente e na vida das pessoas motiva tamanha importância dada a ele. O consumo energético cresce a cada dia com o crescimento populacional e com o desenvolvimento de regiões mais pobres. O uso de fontes renováveis de energia se passa muito por políticas públicas de incentivo a essa indústria. O uso de biomassas principalmente em países em desenvolvimento pode suprir a demanda energética crescente. A geração de energia por biomassa se destaca pela sua versatilidade, por ser considerada atividade neutra (carbono zero), ser matéria prima para combustíveis sólidos, líquidos e gasosos, gerar diferentes produtos (energia térmica, elétrica, celulose, álcool...), e poder, inclusive, estocar e armazenar energia. A biomassa florestal, em espacial o eucalipto movimenta a maior indústria de árvores plantadas no Brasil e no Mundo. Cerca de metade da madeira produzida é utilizada como combustível e a outra metade para produtos industriais. Desde as atividades florestais até o beneficiamento da madeira, uma quantidade significativa de resíduos são gerados, embora subaproveitados e/ou mal alocados. As cascas de eucalipto é um exemplo de resíduo de poder calorífico significativo, baixo custo e disponibilidade nas indústrias para utilização. Por outro lado, apresentam elevadas concentrações de espécies formadores de cinzas que geram problemas na combustão. Portanto, entender a formação das cinzas é fundamental para adoção de medidas que possam minimizar os problemas. Esse trabalho teve como objetivo aplicar métodos para tentar mitigar os problemas operacionais associados as cinzas da combustão de cascas de eucalipto. Os testes foram realizados em uma bancada experimental contendo um reator de leito fixo, um sistema de amostragem de gases e um sistema de aquisição de dados. Os métodos adotados para minimizar os problemas das cinzas foram a lixiviação da biomassa, as misturas de cavacos e cascas de eucaliptos, o uso de aditivos e duas diferentes condições operacionais do reator. As análises foram realizadas nas cinzas de fundo, cinzas volantes e material particulado, gases de exaustão e no comportamento da combustão no leito fixo. A remoção das espécies altamente voláteis antes da combustão foram eficientes com o uso do peneiramento e lixiviação. As cascas de eucalipto apresentaram elevado potencial como combustível. O uso de aditivos, como o caulim e o gesso reduziram a emissão de cinzas volantes contendo potássio e cloro, reduzindo a emissão de KCl. Além disso, o ajuste dos parâmetros operacionais facilitaram a retenção de K, Cl e S nas cinzas de fundo
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Abstract: Energy must be the most discussed subject in the world today. The impact of this issue on the economy, politics, the environment and people's lives motivates such importance given to it. Energy consumption grows every day with population growth and the development of poorer regions. The...
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Abstract: Energy must be the most discussed subject in the world today. The impact of this issue on the economy, politics, the environment and people's lives motivates such importance given to it. Energy consumption grows every day with population growth and the development of poorer regions. The use of renewable energy sources passes a lot through public policies to encourage this industry. The use of biomass mainly in developing countries can supply the growing energy demand. Energy generation from biomass stands out for its versatility, as it is considered a neutral activity (zero carbon), as raw material for solid, liquid and gaseous fuels, generating different products (thermal energy, electricity, cellulose, alcohol...), and being able to even store and store energy. Forest biomass, especially eucalyptus, drives the largest planted tree industry in Brazil and in the world. About half of the wood produced is used as fuel and the other half for industrial products. From forestry activities to wood processing, a significant amount of waste is generated, although it is underused and/or misallocated. Eucalyptus bark is an example of waste with significant calorific power, low cost and availability in industries for use. On the other hand, they present high concentrations of ash-forming species that generate combustion problems. Therefore, understanding the formation of ash is essential for adopting measures that can minimize problems. This work aimed to apply methods to try to mitigate the operational problems associated with ash from the combustion of eucalyptus bark. The tests were carried out on an experimental bench containing a fixed bed reactor, a gas sampling system and a data acquisition system. The methods adopted to minimize ash problems were biomass leaching, mixtures of eucalyptus chips and bark, the use of additives and two different reactor operating conditions. Analyzes were carried out on bottom ash, fly ash and particulate matter, exhaust gases and on the behavior of combustion in the fixed bed. The removal of highly volatile species before combustion was efficient using sieving and leaching. Eucalyptus bark had high potential as fuel. The use of additives such as kaolin and gypsum reduced the emission of fly ash containing potassium and chlorine, reducing the emission of KCl. Furthermore, adjusting the operating parameters facilitates the retention of K, Cl and S in the bottom ash
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Aberto
Bizzo, Waldir Antônio, 1955-
Orientador
Gonçalves, Rogerio dos Santos
Avaliador
Motta, Ingrid Lopes, 1991-
Avaliador
Yamaji, Fabio Minoru
Avaliador
Mendes, Paulo Roberto Bufacchi
Avaliador
Métodos de mitigação dos problemas operacionais associados as cinzas da combustão de cascas de eucalipto
João Alberto Fioresi Altoé
Métodos de mitigação dos problemas operacionais associados as cinzas da combustão de cascas de eucalipto
João Alberto Fioresi Altoé