Interpretação dos dados de saída

Os dados de saída fornecidos pelo FactsageTM dependem diretamente das espécies químicas fornecidas e das condições de ensaio, nomeadamente, temperatura e pressão definidas, assim como das bases de dados selecionadas no software. O produto das reações pode incluir compostos gasosos, sólidos puros, líquidos puros e espécies em solução (ex. compostos fundidos e solução sólida).

No caso dos problemas relacionados com as cinzas, em termos de depósitos ou aglomerados, os dados de saída são essencialmente avaliados em termos de quantidade, estado físico e composição. Durante o arrefecimento dos gases de combustão, que ocorre naturalmente à medida que estes se afastam da zona de chama, verifica-se que há condensação de alguns compostos. A fração de compostos fundidos (normalmente sais fundidos) nos condensados poderá dar alguma indicação acerca da tendência para a formação de depósitos, por exemplo, nas condutas de gases ou zona superior do freeboard.

De acordo com a literatura (Backman et al., 1987, citado por Zevenhoven-Onderwater et al., 1999), a formação de depósitos implica que as partículas de cinzas formadas por condensação contenham uma certa quantidade de compostos fundidos. Habitualmente, a fração de compostos fundidos a cada temperatura é representada por Tx, em que T é a temperatura (em °C) e o x a

percentagem mássica do composto fundido relativamente ao total de condensados. Com base em dados experimentais realizados com licor negro, foi postulado que todas as cinzas que contivessem uma fração de compostos fundidos entre 15 % (T15) e 70 % (T70) teriam tendência

para aderir às superfícies de troca de calor, contribuindo para o fouling. Salienta-se que os limites apresentados só são aplicáveis para sais alcalinos puros fundidos,e parcialmente aplicáveis a sais alcalino-terrosos fundidos, i.e., estes limites aplicam-se a sais iónicos simples, mas não se aplicam a depósitos contendo silício. No caso de depósitos contendo silício, a viscosidade dos compostos fundidos pode ser um critério de avaliação do grau de aderência.

Previsão da formação de depósitos e aglomeração de cinzas

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biomassa em leito fluidizado e co-combustão com carvão para minimizar a sua ocorrência

Realça-se, contudo, que relativamente ao limite superior (T70) existem opiniões contraditórias na

literatura. Backman et al. (1987) citado por Zevenhoven-Onderwater et al. (1999) definiram que quando a fração fundida da cinza é superior a 70 %, a cinza flui ao longo das superfícies do reator sem causar slagging ou fouling adicional. No entanto, Plaza et al. (2009) consideraram que quando a fração fundida da cinza é superior a 70 %, as partículas amolecidas que contactem com a superfície interna do reator deixam de fluir ao longo da mesma, originando a formação de depósitos, o que o autor classificou como um slagging severo.

Devido à existência de temperaturas elevadas na zona de chama, os problemas relacionados com aglomeração e slagging habitualmente não estão associados à presença de sais fundidos, os quais volatilizam, mas sim com a presença de silicatos nas cinzas de leito. Quando o silício está disponível nas cinzas, especialmente como sílica amorfa proveniente da biomassa, é comum formarem-se compostos fundidos muito viscosos.

Previsão da formação de depósitos e aglomeração de cinzas

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Métodos experimentais

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biomassa em leito fluidizado e co-combustão com carvão para minimizar a sua ocorrência

Capítulo 5

Métodos Experimentais

A parte experimental do presente trabalho teve essencialmente dois objetivos: por um lado estudar a formação de depósitos durante a mono-combustão de biomassa em LF e por outro avaliar as possíveis sinergias entre as cinzas, durante a co-combustão de biomassa com carvão.

Na realização do trabalho experimental foram utlizadas três biomassas distintas, nomeadamente, peletes de palha (PP), bagaço de azeitona (BA) e peletes de madeira (PM). De acordo com a EN 16961, as três biomassas utilizadas são classificadas como pertencendo a subgrupos diferentes, i.e., biomassa herbácea, biomassa frutícola e biomassa lenhosa, respetivamente.

A realização de ensaios de mono-combustão com diferentes tipos de biomassa, e portanto, com diferentes características físico-químicas, ajuda a interpretar as diferenças observadas no comportamento das diferentes cinzas durante a mono-combustão, assim como, a estabelecer correlações entre o comportamento das mesmas e a composição química da biomassa.

Para avaliar o efeito da substituição parcial de carvão por biomassa, diferentes proporções de biomassa foram consideradas, nomeadamente, 5 %, 15 % e 25 % (m/m). Foram utilizados dois carvões betuminosos provenientes da Europa e América do Sul, nomeadamente, um carvão polaco (CP) e um carvão colombiano (CC). Para uma melhor interpretação dos resultados, efetuaram-se igualmente ensaios de mono-combustão com ambos os carvões.

Uma vez que os ensaios foram realizados no âmbito do projeto europeu COPOWER, as biomassas utilizadas foram definidas de acordo com os objetivos do projeto. A escolha das biomassas teve por base dois critérios principais: por um lado, estudar biomassas com diferentes características físico-químicas, de modo a avaliar a sua influência na combustão, e, por outro lado, selecionar

Métodos experimentais

Página 70 _{Estudo da formação de depósitos e aglomeração de cinzas durante a combustão de} biomassa em leito fluidizado e co-combustão com carvão para minimizar a sua ocorrência biomassas provenientes de diferentes países. Assim, as PP foram provenientes da Suécia, o BA de Portugal e as PM da Alemanha.

Os carvões utilizados foram igualmente definidos no âmbito do projeto, sendo que também neste caso se procurou utilizar carvões com diferentes características físico-químicas, de forma a avaliar a sua influência na combustão. Salienta-se que ambos os carvões são utilizados nas duas centrais termoelétricas a carvão existentes em Portugal, designadamente, em Sines (EDP) e no Pego (KTEJO).

Os ensaios foram realizados nas instalações do INETI/LNEG, em dois reatores de leito fluidizado borbulhante à escala piloto. A Figura 5.1. ilustra uma vista panorâmica da instalação de LF, na qual se realizaram os ensaios de combustão e co-combustão de BA e PM.

Métodos experimentais

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