C ONCLUSÕES E SUGESTÕES

Com este trabalho pretendeu-se estudar o processo de valorização energética de lamas biológicas, mediante integração dos processos de secagem de lamas biológicas e co- combustão de lamas com biomassa florestal residual.

Neste capítulo são apresentadas as conclusões deste trabalho e sugestões para possíveis trabalhos futuros.

6.1 C

A co-combustão de biomassa e lamas aparenta ser uma alternativa para a valorização energética das lamas, contribuindo para a gestão de lamas biológicas produzidas nalguns processos industriais. Neste contexto, a tecnologia de combustão em leito fluidizado enquadra-se como uma opção tecnológica a considerar para a conversão termoquímica deste tipo de resíduos. No entanto, este processo apresenta alguns aspetos que carecem de ser resolvidos, nomeadamente questões operatórios e ambientais. Entre as questões operatórias podem-se incluir a corrosão da fornalha, a qual está associada a alguns compostos presentes nas cinzas. Entre os aspetos ambientais podem-se incluir a emissão de compostos gasosos poluentes e a gestão ambiental das cinzas produzidas.

Uma operação de gestão comum aplicada às cinzas resultantes do processo de combustão de biomassa é a deposição em aterro. No entanto, soluções alternativas como a deposição em terrenos agrícolas ou incorporação de materiais, tais como na produção de betão, argamassas e pavimentos, têm sido exploradas. Para qualquer um destes destinos é necessário conhecer em detalhe as características das cinzas. Com este trabalho pretende-se dar também um contributo para o aumento do conhecimento sobre as características físico-químicas das cinzas produzidas durante a co-combustão de lamas biológicas com biomassa florestal.

Durante este trabalho foi estudado o processo de secagem de lamas e de biomassa florestal e a subsequente valorização energética numa operação de co-combustão em reator de leito fluidizado. Foram caracterizadas as condições operatórias durante a operação de combustão e realizada a caracterização das cinzas produzidas.

Durante as experiências de combustão foram caracterizados os perfis de temperatura e pressãoao longo do reator, e a composição dos gases de exaustão em termos de O2,

CO2 e O2 ao longo do tempo. Relativamente aos perfis de temperatura no reator de leito

fluidizado, estes revelaram-se semelhantes para as três experiências de combustão realizadas. Verificou-se que a temperatura aumenta desde do leito até à zona do

freeboard, atingindo um máximo imediatamente acima do ponto de adição do combustível

e ar secundário, seguindo-se uma diminuição da temperatura até à exaustão. A temperatura máxima no reator foi observada durante a experiência com menor percentagem de lamas, ou seja, CLB3, o que está de acordo com o facto de a mistura

combustível apresentar um PCI mais elevado nessas circunstâncias.

Relativamente à composição dos gases de combustão, verifica-se que a concentração de CO2 e O2 são aproximadamente constantes ao longo do tempo, o que mostra que o

sistema operou em estado estacionário. Algumas flutuações de concentração estão relacionadas com flutuações na alimentação de biomassa florestal e de lamas. A concentração de CO nos gases de combustão foi relativamente elevada, e constitui um aspeto a ser melhorado durante o processo de valorização energética de lamas com biomassa florestal.

A caracterização físico-química das cinzas de fundo e volantes foi realizada tendo em consideração a distribuição granulométrica das partículas, a sua composição química, e elementos solúveis.

Da análise da distribuição granulométrica conclui-se que ocorreu a formação de partículas de cinza de fundo com diâmetros superiores a 1 mm (diâmetro máximo das partículas do leito original).

A condutividade da solução de lixiviação das cinzas de fundo variou entre 10,42 mS (para CLB3) e 12,46 mS (CLB1), e para as cinzas volantes registou-se o inverso com a maior

condutividade observada para CLB3, 21,80 mS, e menor condutividade para CLB1, 11,89

mS. Em relação ao pH das soluções de lixiviação, os valores situam-se na gama alcalina para ambas as cinzas, com valores entre 12,77 e 12,00, explicado pela presença de compostos alcalinos.

Relativamente à caracterização química dos elementos solúveis, conclui-se que em relação às cinzas de fundo o cálcio é elemento químico com maior concentração na solução de lixiviação. Os outros elementos químicos com maior concentração na solução de lixiviação incluem o Cl, Na e K. Verifica-se que à medida que se reduz a fração de lamas na mistura combustível a quantidade de Cl na solução de lixiviação diminui.

Nas cinzas volantes não se obteve uma tendência clara para as quantidades de elementos solúveis em função do tipo de cinzas.

A caracterização química das amostras realizadas com recurso à fluorescência raio-X, mostra que nas cinzas de fundo existem baixos valores de perda ao rubro, revelando o baixo teor em inqueimados, quando comparadas com as cinzas volantes. O elemento químico de maior concentração nas cinzas de fundo é o Si, facto explicável pela elevada concentração de areia (maioritariamente quartzo) proveniente do leito original. Por outro lado o elemento químico com maior concentração nas amostras de cinzas volantes é o Ca.

Da comparação entre a composição das amostras de cinzas lixiviadas e não lixiviadas, verifica-se que alguns elementos, como o Mg e o P, apresentam concentrações mais elevadas nas amostras não lixiviadas, o que leva a concluir que estes elementos químicos estão numa forma pouco solúvel.

Foi realizado o estudo do efeito da humidade do combustível sobre a quantidade de energia útil disponível. Concluiu-se que para as condições estudadas, o processo deixa de ser autotérmico a 800 °C para um teor de humidade da mistura de 60 %, a que corresponde a fração de 0,785 de lamas na mistura.

Relativamente ao estudo teórico do processo de secagem de lamas com recurso a calor rejeitado do processo de combustão, este foi realizado com base numa formulação teórica e recorrendo a dados das experiencias de combustão realizadas. Para as condições estudadas verificou-se que o caudal de lamas que se poderia secar é igual 0,843 kg/h, o que representa 49,5 % da massa de lamas da mistura combustível alimentada na câmara de combustão.

6.2 S

A realização de testes de lixiviação permite que seja efetuada uma análise aos elementos solúveis presentes no material sólido avaliado. No entanto, neste trabalho apenas foi possível proceder-se à análise dos elementos maioritários neles presentes. Como sugestão, é importante proceder-se a uma análise dos elementos minoritários solubilizados durante a realização dos testes de lixiviação, utilizando métodos de análise com um nível de deteção mais apropriado.

Como sugestão final, sugere-se a avaliação prática da secagem das lamas com calor residual do processo de combustão.