Alternativa Pirólise

O experimento foi realizado no dia 26 de maio de 2015 na cidade de Paulínia-SP nas instalações de uma unidade piloto de pirólise lenta, além do pesquisador, o experimento teve a participação do presidente do Sindifranca e dos 2 sócios proprietários da unidade piloto. O experimento serviu também, para entender as etapas do processo, e dar início aos estudos de viabilidade ténica e financeira.

Na apresentação, a empresa destacou que assinou, em 2011, um termo de parceria estratégica para o licenciamento da tecnologia desenvolvida e de propriedade da MAIN Engineering, empresa sediada em Cagliari, na Itália. Essa tecnlogia é considerada uma evolução das tecnologias convencionais de pirólise, pois, além da ausência de oxigênio, é utilizado o vapor d’água para a conversão do carvão gerado em monóxido de carbono e hidrogênio, denominado reação de gás d’água; diferentemente das pirólises convencionais, que fazem a combustão do gás de síntese diretamente nas caldeiras, essa tecnologia faz a limpeza do gás, que é enviado a grupo geradores, obtendo-se maiores eficiências além de menores emissões; e, como resultado final, são gerados de 80% a 90% de gás de síntese, que pode ser utilizado como

gás combustível ou para gerar energia, e de 10% a 20% de carvão vegetal, não havendo formação de líquidos.

A Figura 37 ilustra, de forma simplificada, o processo de pirólise lenta a tambor rotativo da planta experimental visitada.

Figura 37 – Processo de Pirólise. Fonte: elaborado pelo autor.

Com o reator previamente aquecido, os resíduos são inseridos no alimentor e passam por um processo de pré-aquecimento e vaporização na entrada do reator, dentro do qual ocorrem dois processos termoquímicos: o primeiro, com temperaturas acima de 450ºC, é a pirólise propriamente dita, que faz a conversão da matéria orgânica em carvão; e o segundo é o do gás d’água, o qual utiliza o vapor d’água como reagente e transforma alcatrão e carvão em hidrogênio de monóxido de carbono, denominado gás de síntese.

Na sequência, esse gás é resfriado e purificado através de um processo de lavagem, que o transforma num gás de síntese limpo, semelhante ao gás natural.

Como o processo não está completo, no local do reservatório do gás há um queimador de chama do gás. Na sequência do processo, poderia se ter um reservatório de gás, que possibilitaria sua comercialização ou, então, o acoplamento de motores geradores de energia elétrica também para comercialização.

Energia térmica Syngas Entrada dos resíduos Pré- aquecimento e vaporização Reator de Pirólise Queimador Lavagem Resfriamento e Purificação dos Gases Reservatório de Gás (chamas) Geração de energia Inertes (cinzas) Térmica Elétrica

Outro ponto observado é que, devido à ausência de oxigênio, o processo é isento de emissões de dioxinas, furanos e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (oriundos da combustão incompleta de material orgânico).

A Figura 38, tirada no dia do experimento, apresenta uma vista frontal do equipamento.

Figura 38 – Vista Frontal do equipamento de pirólise.

1 – Entrada dos Resíduos; 2 – Pré-aquecimento e vaporização; 3 – Reator de Pirólise; 4 – Queimador (apenas indica a posição, oculto na foto); 5 – Depósito de inertes (cinzas) (apenas indica a posição, oculto na foto); 6 – Sistemas de Lavagem, Resfriamento e purificação dos gases; 7 – Saída do gás.

Fonte: acervo do autor.

4.3.3.1 Análise da viabilidade técnica e financeira – Pirólise

Após o entendimento do processo, o experimento foi realizado para verificação de como os resíduos se comportariam no equipamento, bem como para coletar uma amostra das cinzas geradas para análise.

O experimento foi realizado com utilizando-se 85 kg dos três tipos de resíduos (variáveis independentes):

- 14 kg de aparas curtidas ao cromo (originárias de curtume). - 27 kg de lodo de ETE (originários de curtume).

- 44 kg de retalho de couro moído e pó de lixadeira (originários de indústria calçadista). Por trabalhar com níveis maiores de umidade (40%) se comparados com o processo de coprocessamento (20%), foi possível inserir uma parte do lodo no equipamento de pirólise.

A Figura 39 contempla os resíduos utilizados:

Figura 39 – Resíduos utilizados no experimento.

1 – aparas de curtume curtidas ao cromo; 2 – lodo de ETE de curtume ; 3 – retalhos de couro moído e pó de lixadeira coletados numa fábrica de calçado.

Fonte: acervo do autor.

O retalho de couro foi introduzido inicialmente e percebeu-se que o processo estava indicando uma baixa umidade; então, foi inserida uma quantidade de aparas, que têm um teor maior de umidade, melhorando o processo. Na sequência, adicionou-se uma quantidade de lodo, e percebeu-se que a chama (variável dependente) ficou mais fraca, indicando uma mistura pobre, deixando a chama mais avermelhada, conforme a Figura 40.

Figura 40 – Chama avermelhada. Fonte: acervo do autor.

Ao adicionar novamente outra quantidade de retalhos de couro, a chama voltou a uma cor mais homogênea, conforme a Figura 41.

Figura 41 – Chama consistente. Fonte: acervo do autor.

Além das chamas, as figuras possibilitam a visualização de todo o sistema de lavagem, resfriamento e purificação dos gases.

No final do processo, que durou por volta de quatro horas, foram gerados 13 quilos de resíduos inertes, dando um índice de 82,35% de redução de volume de resíduos, dos quais se coletou uma amostra para futura análise do percentual de cinzas, do teor de cromo, percentual de umidade, percentual de carbono fixo e percentual de voláteis.

A Figura 42 contempla o reservatório de resíduos inertes.

Figura 42 – Reservatório de resíduos inertes. Fonte: acervo do autor.

Embora o experimento tenha indicado a viabilidade técnica do processo, uma análise mais apurada deverá ser realizada, fazendo inicialmente uma caracterização individual de cada resíduo, levando-se em conta a classificação do resíduo conforme a NBR 10004 (ABNT, 2004a), determinação de teor de cromo conforme a NBR 14176 (ABNT, 2013), percentual de umidade e poder calorífico.

Porém, baseado na caracterização dos resíduos do setor calçadista realizada por Godinho (2006), que considera um PCI de 4.000 kcal/kg, 14% de umidade e 6% de inorgânicos, a empresa projetou uma estimativa de balanço de massa e energia para processamento de 100 toneladas/dia de resíduo de couro e estimou uma geração de 3.000 MW/h por mês, que poderiam ser comercializados no mercado livre de energia.

A empresa elaborou duas propostas comerciais: uma baseada no conceito Build‐

Operate‐Transfer, na qual a empresa faz o aporte dos recursos necessários: instala a estrutura,

opera o empreendimento pelo prazo contratual e transfere os ativos no final do contrato em perfeitas condições de operação, e, por sua vez, o sindicato deverá disponibilizar a área necessária para a implantação do projeto, garantir o fornecimento dos resíduos, remunerar a empresa pelo serviço de tratamento dos resíduos e pela energia elétrica disponibilizada e remunerar a empresa pela transferência do ativo no final do contrato, para o qual será determinado um valor residual; e a outra, nos moldes tradicionais, de venda da unidade completa já em funcionamento para tratamento e aproveitamento energético dos resíduos.