Caraterísticas da cinza de combustão de biomassa em leito fluidizado

Abstract

A biomassa surge, atualmente, como uma fonte “limpa” de produção de energia. A combustão de biomassa em leito fluidizado apresenta uma das soluções mais vantajosas para a conversão energética de biomassa. Contudo, os processos de conversão energética de biomassa geram um resíduo, as cinzas, pelo que é necessário uma gestão sustentável para promover a devida valorização. O presente trabalho tem como objetivo a caracterização das cinzas resultantes do processo de combustão de biomassa para uma instalação de combustão de leito fluidizado borbulhante (LFB) à escala piloto e para três instalações industriais (LF1, LF2 e LF3) de combustão de biomassa em LFB. Nas experiências de combustão de biomassa em LFB à escala piloto, variou-se a biomassa (Eucalipto e Pinheiro) e a percentagem de O2 na câmara de combustão. Em relação às cinzas provenientes de três instalações industriais distintas, as amostras foram recolhidas de formas distintas entre estas, no entanto, sofreram análises químicas e físicas semelhantes. Em termos de elementos químicos maioritários das cinzas resultantes da combustão em LFB à escala piloto, observa-se que as cinzas volantes (CV) são, maioritariamente, constituídas por elementos químicos caraterísticos das biomassas, apresentando o Ca como o elemento com concentrações mais elevadas. Os valores de concentração de Ca apresentam uma proximidade entre as experiências do Pinheiro e do Eucalipto tronco, no entanto, nas experiências do Eucalipto os valores de concentração são superiores. Relativamente às cinzas provenientes do LF1, as CV e as cinzas de fundo (CF), são constituídas maioritariamente por Si, observando-se nas CF as concentrações mais elevadas. O Ca, o Al e o K, são os elementos maioritários que se seguem ao Si. Os elementos químicos minoritários com concentrações mais elevadas para a maioria das amostras de cinzas do LF1 são o Mn e o Ba. Na análise dos valores de pH e condutividade das soluções aquosas resultantes da lixiviação amostras dos diferentes LF, observam-se valores alcalinos de pH e valores elevados condutividade. Em termos de elementos solúveis maioritários observa-se, que o Ca é o elemento presente em concentrações mais elevadas, na maioria das amostras dos três LF. Os elementos químicos minoritários presentes em concentrações mais elevadas são o Al e o Fe.

Biomass, currently, appears as a clean source of energy production. The combustion of biomass in fluidized-bed, presents one of the most advantageous solutions for the energy conversion of biomass. However, the biomass energy conversion processes generate a residue, ashes, which are mostly sent to landfill, which is necessary to a sustainable management to promote proper appreciation. The present work aims to characterize the ash from the biomass combustion process to a combustion bubbling fluidized bed pilot scale and three industrial (LF1, LF2 e LF3) combustion of biomass in bubbling fluidized bed (BFB). In experiments with biomass combustion in LFB pilot scale ranged to biomass (pine and eucalyptus) and the percentage of O2 in the combustion chamber. Regarding ash from three different manufacturing facilities, samples were collected in different ways between these, however, have suffered similar chemical and physical analyzes. In terms of majority elements of the ashes resulting from the combustion BFB scale process, it is observed that fly ash (FA) are mostly constituted by chemical elements characteristic of biomass, with Ca as the element higher concentration. The concentration values of Ca present proximity between the experiences of Pine and Eucalyptus trunk, however, experiments on Eucalyptus concentration values are higher. Regarding the ashes from the LF1, the FA and the bottom ash (BA), are constituted mostly by Si, observing in the BA higher concentrations. The Ca, the Al and the K, are the majority following the elements Si. The minor chemical elements with higher concentrations for most samples of ash from LF1 are the Mn and Ba. The analysis of pH and conductivity of aqueous solutions resulting from the leaching of samples from different LF are observed alkaline pH values and high conductivity values. In terms of majority soluble components is observed that the Ca is present in higher concentrations in most samples of the three LF elements. The minor chemical elements present in higher concentrations are Al and Fe.