A Planta de Recuperação Energética

A Planta de Spillepeng é uma península artificial situada ao norte da cidade de Malmö, que se estende ligeiramente para o canal de Öresund, que separa Suécia e Dinamarca. Construída na década de 1990, é a única planta da Suécia que ganha terreno do mar e usa terra de outros terrenos e materiais de construção. A terraplanagem usou várias camadas de argila, geotêxteis, pedras e pedregulhos para torná-la impermeável e durável.

Figura 26 – Planta de recuperação energética da Sysav localizada em Spillepeng Fonte: O autor (2017).

O fundo da planta se situa de dois a três metros abaixo do mar, fazendo com que a diferença de pressão não deixe que a água dos aterros escorra para o mar em caso de acidente. Na planta há equipamentos para preparação (devido a sua consistência alguns resíduos são mais difíceis de queimar e passam por um tratamento anterior) e armazenagem (nos períodos de verão, como a demanda por calor cai, a incineradora de resíduos usa menos resíduos e precisa armazená-los, por isso usa compactadores) de combustível e separação de escória. Há dois aterros, um para resíduos perigosos e um para resíduos do tratamento do lixo comum. Nas proximidades da planta, há uma área industrial e uma reserva natural com grande quantidade de pássaros.

Mas a grande construção é a incineradora que tem quatro caldeiras. As duas primeiras entraram em operação ainda em 1973, para produzir calor distrital (District Heating). Embora antigas, as caldeiras dispõem de sistemas de limpeza de gases que foram reformados, recondicionados e atualizados, de acordo com os padrões atualmente exigidos. São caldeiras de água quente que têm, cada uma, a capacidade de tratamento de 100 mil toneladas de resíduos por ano.

Em 2003, entrou em funcionamento a primeira caldeira (de vapor) moderna e, em 2008, a segunda. Ambas produzem (além do calor) cerca de 250.000 MWh de eletricidade por ano. Como um todo (incluindo as primeiras caldeiras), a planta tem licença para tratar 630 mil toneladas de resíduos como combustível e, com isso, produz 1.400.000 MWh (o equivalente a aquecer 70 mil pequenas casas) por ano.

Há significativas diferenças entre tecnologias de caldeiras de água quente e vapor. As duas caldeiras de vapor têm um depósito comum onde os caminhões depositam os resíduos. Existe um único guindaste operado de um centro de controle com uma garra que leva os resíduos para as calhas que alimentam as caldeiras. A fornalha reúne grelhas com áreas de 100 m2_{. Os resíduos escorrem pelas grelhas de ação reversa, onde são secados evaporados e} queimados.

As barras da grelha movem os resíduos para cima e para baixo para remexê-los, garantindo a queima ótima. Com o objetivo de assegurar a queima completa, são injetados ar primário e secundário na caldeira. O ar primário é soprado de baixo, por entre as barras da grelha, enquanto o ar secundário é soprado sobre o combustível, para ajudar na mistura do combustível e alcançar a combustão ótima.

Normalmente, a temperatura na fornalha da caldeira alcança mais de 1.000ºC. Durante a ignição ou o encerramento, quando a energia contida nos resíduos não é suficiente para alcançar essa temperatura, uma combustão auxiliar com óleo é utilizada, mas na operação normal das caldeiras apenas resíduos são utilizados.

Os gases resultantes da combustão passam por três dutos verticais com tubos nas paredes onde a temperatura é alta. A função dos dutos é assegurar a completa combustão dos gases efluentes. Estes, com a temperatura de 850°C, aquecem a água circulado nos tubos. Na parte horizontal da caldeira, tubos de convecção e superaquecedores, a água alcança uma temperatura

de 400°C à pressão de 40 bar. O vapor da caldeira é levado para a turbina que movimenta o gerador.

Parte da eletricidade produzida é usada na planta, enquanto o restante é distribuído na rede. Depois disso, o vapor chega ao condensador onde é usado para aquecer a água do District Heating. O condensador é um grande trocador de calor que condensa o vapor conforme o calor é transferido para a água do sistema de aquecimento das residências e prédios.

Nesse sistema, a água é aquecida para alcançar entre 80-115°C. Depois de aquecer a água do District Heating, ela é bombeada de volta para a caldeira. Quando a água retorna do sistema de District Heating à planta, chega com uma temperatura entre 40 e 60°C, e seu calor é usado para aquecer, entre 5-10°C, novamente a água que será circulada na caldeira . O gás residual da incineração também tem o calor recuperado antes de sair pela chaminé.

Com relação aos resíduos, uma vez que atravessam a grelha tornam-se escória e caem num compartimento com água para resfriamento. A escória, basicamente formada por materiais estáveis, como metais e vidro, é alocada num compartimento para ser posteriormente ser reciclada. Já o gás residual é tratado em fases: na primeira, um precipitador eletrostático remove a maioria da poeira.

No tratamento de gases, na primeira fase um precipitador eletrostático remove a maioria do material particulado. As partículas que recebem uma carga negativa dos eletrodos ficam presas em metais carregados com carga positiva. Essas placas metálicas são sacudidas em períodos regulares. Quando o gás sai do filtro eletrostático, as partículas contidas no gás, menores que 20 mg/m3, são coletadas e destinadas. A cada 100 kg de resíduos, 3kg de cinzas e lodo permanecem depois da combustão.

Outros estágios para os gases são o filtro electroventuri, que funciona mais ou menos como o precipitador eletrostático, mas em ambiente úmido. É nesse estágio que a poeira remanescente é removida. O filtro electroventuri é composto por 24 dutos, as partículas são carregadas negativamente por um eletrodo e então absorvidas por um spray de água positivamente carregado. A água com as partículas é encaminhada para a planta de tratamento de água.

O estágio final do processo de limpeza é o catalizador que trata óxidos nitrosos. Neste, os gases passam por um material cerâmico onde é injetada amônia líquida. O óxido nitroso

reage com a amônia e é reduzido a nitrogênio e vapor. A água residual desses estágios úmidos de tratamento é tratada com adição de químicos, para que metais pesados e outros contaminantes possam precipitar, numa série de tanques em que se formam sedimentos e concentrados num lodo.

Por seu lado, as velhas caldeiras a água usam processos diferentes. Aquecem a água a 150°C que, por meio de dois trocadores de calor, levam energia térmica para o District Heating. O calor dos gases residuais também é recuperado por um economizador. O Sistema de limpeza de gases dessa rota possui estágios úmidos e secos. O primeiro passo consiste em borrifar amônia diretamente nas caldeiras para reduzir a formação de óxidos de nitrogênio. Depois, usa- se cal para neutralizar substâncias ácidas e, em seguida, um filtro manga retêm as partículas do gás efluente.

Os gases então entram na fase úmida e passam por um scrubber de quatro fases. A as duas primeiras removem cloretos e fluoretos, metais e amônia; a terceira remove dióxido de enxofre; e a quarta é a condensação. Cada estágio envolve um leito de material de carbono saturado que absorve dioxinas e aumenta o contato da superfície entre a água e o contaminante. O calor gerado no estágio de condensação é aproveitado e transferido para a rede de District Heating, por meio de trocador de calor, e a água residual dos estágios úmidos é tratada de acordo com o contaminante removido.

De 15-20% do peso dos resíduos tratados permanece na forma de escória, que é transportada para as proximidades onde são recuperados ferros e outros metais. O restante pode ser usado como material de construção. As cinzas secas capturadas em caldeiras, precipitadores eletrostáticos e filtros-manga, bem como os lodos das fases úmidas, que contêm contaminantes como metais pesados, precisam ser aterrados em células especiais do aterro anexo.

De todos os resíduos que chegam às plantas da Sysav, somente 4% vai para aterros. E a empresa ainda trabalha para reduzir muito mais essa taxa de aterramento, procurando novos métodos de reciclagem e usando novos tipos de materiais. Mesmo assim a empresa possui aterros para resíduos perigosos e não perigosos.

O chorume (água de chuva e neve contaminada pelos resíduos) recuperado desses aterros são tratados. Nas plantas de Hedeskoga and Måsalycke, esse chorume é aproveitado para irrigação em florestas energéticas. Nestas, os compostos de nitrogênio são absorvidos pelos troncos das árvores, que, posteriormente, são usadas como combustíveis.

A sala de controle central monitora continuamente os processos da planta, queima, produção de vapor, eletricidade e District Heating. Além disso, são medidas permanentemente as emissões, de modo que não ultrapassem os limites exigidos pelas autoridades. Regularmente são colhidas amostras do solo para análise de cursos d’água e lençóis freáticos, seguindo testes estabelecidos pela autoridade responsável (em geral o Comitê da Província). Em eventos extraordinários ou mudanças de atividades, a empresa precisa reportar à autoridade.