apresentação combustão de biomassa

8/16/2019 Apresentação Combustão de Biomassa

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COMBUSTÃO EFICIENTE DE BIOMASSA

ApresentaçãoWagner Branco

[email protected]

(proibido reprodução. Uso exclusivo dos participantes dos Cursos Zetec)

mailto:[email protected]:[email protected]


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Engenharia de Combustão

Diagnósticos energéticos.

Cursos e treinamentos em controle decombustão industrial e emissões.

Medições e correções em sistemas de queimaa óleo combustível, gás, madeira, biomassa.

Engenharia Ambiental

Controle de emissões nos processos de combustão.

Treinamentos em detecção de gases tóxicos eInflamáveis.

Serviços de pesquisa de vazamentos de gás.

Consultoria para implantação de equipamentosanti-poluentes.

Controle de Combustão

Analisadores de gases de combustão.

Instrumentos para controle e medição detemperatura e pressão.

Detectores de chama.

Produtos para tratamento de óleo combustível ,óleo Diesel, biodiesel, carvão e biomassa.

Principais atividades da Zetec Tecnologia Ambiental

Zetec Tecnologia Ambiental LtdaRua Cesar Marengo 34 – Campo Grande

04455-220 São Paulo SPTel 11 3807-3858

[email protected] www.zetecambiental.com.br



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COMBURENTE O2 + N2

(ar atmosférico)

COMBUSTÍVEL C + S + H2 + N + HCÓleos dest. petróleo

Gases

Biomassa

PRODUTOSDA

COMBUSTÃO CO2 COH2O

N2 O2

SO2 NOx

CINZAS

BALANÇO DE MASSA DA COMBUSTÃO

PROCESSO


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Informações importantes para

monitorar rendimento de combustão

a) Conhecer o combustível, PCI e suas características

b) Conhecer a capacidade do equipamento de queima

(limitações do equipamento, carga térmica, parâmetros deoperação, resistência mecânica dos materiais)

c) Conhecer e controlar as variáveis do processoComposição dos gases combustão

temperaturas – pressões - vazões


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Combustíveis


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Principais combustíveis aplicados na indústria

Combustível PCI

Bagaço de cana (50% umidade) 1.795 kcal/kg

Lenha (eucalipto 40% umidade) 2.450 kcal/kg

Serragem (20% umidade) 3.500 kcal/kg

Carvão mineral 3.100 a 5.950 kcal/kgÓleos pesados (1A, 2A) 9.400 a 9.650 kcal/kg

Óleo de xisto 9.700 kcal/kg

Gás natural 8.600 kcal/m³

GLP (médio) 11.025 kcal/kgEstes valores podem sofrer alterações.


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Combustível GN(m³)

GLP(kg)

BPF(kg)

LENHA(kg)

BAGAÇO(kg)

BRIQUETE(kg)

PCI 8.700 11.025 9.400 2.450 1.795 4.500

Ƞ médio (%) 95 95 85 65 70 85

GN (m³) 1 0,79 0,92 3,55 4,84 1,93

GLP (kg) 1,26 1 1,17 4,50 6,14 2,45

BPF (kg) 1,08 0,85 1 3,83 5,23 2,08

LENHA (kg) 0,28 0,22 0,26 1 1,36 0,54

BAGAÇO (kg) 0,20 0,16 0,19 0,73 1 0,39

BRIQUETE (kg) 0,51 0,40 0,47 1,63 1,95 1

Tabela de equivalência de combustíveisbaseado no PCI

Ex: 1 m³ de GN equilave a 0,92 kg BPF ou a 4,84 kg de bagaço

1 kg de bagaço equivale a 0,39 kg de briquete ou 0,73 kg de lenha

*sem contabilizar o rendimento de queima

Combustíveis


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Ex: A lenha necessita de 4,5 kg para se equivaler à 1 kg de GLP

Preço GLP: R$ 2,0/kgPreço Lenha: R$ 60,00/st³ (st³ 400 kg) = R$ 0,15/kg

Aplicando –se a proporção temos:

R$ 2,0 (GLP) = 4,5 x 0,15 = R$ 0,675

2,0/0,675 = 2,96

O preço do GLP é 2,96 vezes maior que o custo da lenhapara obter a mesma carga calorífica.

*sem contabilizar o rendimento de queima


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Poder calorífico superior (PCS)É o calor de combustão de um combustível, considerando que se aproveita a energiade condensação da água gerada na reação de combustão devido ao hidrogênio.

Calor desprendido + energia de vaporização da água

Poder calorífico inferior (PCI)É o calor de combustão de um combustível realmente aproveitável em condições

industriais, considerando que não se aproveita a energia de condensação da águana reação de combustão.Calor desprendido sem contabilizar energia de vaporização

Para combustíveis que não contenham hidrogênio na sua composição, o valor deP.C.S é igual ao do P.C.I, porque não há formação de água e consequentemente não

há energia gasta na sua vaporização.

Logo, o P.C.S é sempre maior ou igual ao P.C.I.

Poder calorífico de um combustível


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Propriedades dos combustíveis sólidos

Propriedades químicas

. Poder calorífico – kcal/kg

. Análise Elementar: C – H – N – S – O2

. Análise Imediata: Umidade – Voláteis – Carbono fixo - Cinzas

Propriedades físicas

. Densidades. Dimensões e formatos


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Poder calorífico de um combustível


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Análise química elementar


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Análise imediata


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Análise imediata


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LenhaUnidade de comercialização: metro cúbico aparente/stéreo

1 m³ de lenha de boa qualidade pesa:

. Seca: 300 a 320 kg

. Com 20% de umidade: 375 a 400 kg

. Com 40% de umidade: 500 a 550 kg

Problema para medida em m³ stereo = efeito gaiola



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Bagaço de cana

Umidade (%) PCS (kcal/kg) PCI (kcal/kg)

0 4.552 4.202

10 4.092 3.717

20 3.632 3.237

30 3.172 2.747

40 2.712 2.26250 2.252 1.777

Análise elementar – umidade x PCI


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Teor de umidade – base seca

Tu = Pu - Ps . 100

Ps

Teor de umidade – base úmida

Tu = Pu - Ps . 100Pu

Determinação da umidade de um combustível sólido

Procedimento:Pesar a amostra úmida e levar à estufa , 105 ºC e pesar até obter peso constante.


Considerar cálculo em base seca


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Determinação do poder calorífico de madeiras

Onde:PCI = kwh/m³mbas = massa específica básica (kg/m³)Tu = teor de umidade (%) b.s.


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Principais componentes das cinzas de

madeiras e biomassas

Sílica –

SiO2 Alumínio – Al2O3Manganês – MnO2

Ferro – F2O3 Cálcio – CaO

Magnésio – MgO

Sódio –

Na2OPotássio – K 2O



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Cinzas, pode causar

1) Ataque químico aos refratários.

2) Amolecimento e fusão de cinzas, propicia aglomeração de material

particulado “sinter”

3) Biomassas com elevados teores de óxidos alcalinos (Na2O e K 2O nas cinzas)se volatizam durante a combustão em temp. acima 760ºC e se condensamnas superfícies mais frias formando incrustações.



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Fusibilidade ou temp. de amolecimento decinzas de alguns combustíveis sólidos

Bagaço de cana –

915 ºCLenha – 950 ºCCarvão vegetal – 1.430 ºCCarvão mineral – 1.060 ºC

* Valores típicos



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Cálculo teórico da energia necessária para gerar 1 kg de vapor


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Exemplo:

Quantidade de calor necessária para evaporar 1 kg de água a 20ºC na pressão absoluta de 10 kg/cm² :

Se adicionarmos 181,2 kcal a 1 kg de água à temp. de 0ºC , sua temp. subirá para 179 ºCPara transformar essa água em vapor, será necessário mais 481,8 kcal

Portanto, o calor total necessário para evaporar a água nesta condição (20ºC – 10 kg pressão) é necessário663 kcal.

Energia necessária pode ser dada por:

Qd = Entalpia do vapor – entalpia da água / PCI combustível x rendimento x titulo



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Exemplo:

Lenha = 2.450 kcal/kg

663 kcal / 2450 x 0,65 x 0,9 = 663 / 1433,25= 0,46 kg lenha/kg vapor

Portanto, 1 kg de vapor/ quant combustivel = kg de vapor/kg de combustível

Do exemplo, temos:

1 / 0,46 = 2,17 kg de vapor / kg de lenha

Exemplo com água a 80ºC e 10 kg pressão:

584,9 / 2450 x 0, 65 x 0.9 = 584,9 / 1433,25 = 0,40 kg lenha/kg vapor1 / 0,40 = 2,5 kg de vapor/kg de lenha

Conclui-se que: ????



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Exemplo com lenha mais seca:

Lenha = 3.300 kcal/kg

663 kcal / 3300 x 0,65 x 0,9 = 663 / 1930,50 = 0,34 kg lenha/kg vapor

Portanto, 1 kg de vapor/ quant.combustível = kg de vapor/kg de combustível

Do exemplo, temos:

1 / 0,34 = 2,94 kg de vapor / kg de lenha

Exemplo com água a 80ºC e 10 kg pressão:

584,9 / 3300 x 0, 65 x 0.9 = 584,9 / 1930,50 = 0,30 kg lenha/kg vapor1 / 0,30 = 3,33 kg de vapor/kg de lenha

Conclui-se que: ????



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Umidade

(lenha eucalipto)30 40

PCI 3300 kcal/kg 2450 kcal/kg

Água 20ºC (entalpia) 663 kcal 663 kcal

Kg vapor/kg lenha 2,9 2,1

Água 80ºC (entalpia) 584,9 kcal 584,9 kcal

Kg vapor/kg lenha 3,3 2,5

Cálculo teórico da quantidade de energianecessária para geração de vapor

Considerando a eficiência de queima de 65%, título do vapor de 90%



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Processo da combustão de combustíveis sólidos


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Mecanismo de combustão de sólidos

Etapas da combustão

• Aquecimento

• Secagem (destilação)

• Pirólise

•Combustão resíduo carbonoso (redução)


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Processo da combustão em leito fixo


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O processo da combustão de sólidos


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Melhorar a distribuição de ar e de combustível sobre asgrelhas e a fornalha, contribui para melhorar a mistura.

NO

SÍ

Combustíveis sólidos


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ar

CO reduzido

CO alto

Melhor distribuição do ar

Distribuição do ar na fornalha


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Má distribuição do combustível sobre as grelhas


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A combustão de um combustível sólido gera grande quantidade de

fuligem, CO e cinzas volantes

Para melhorar a combustão é necessário:

- reduzir/controlar a umidade

- controlar o tamanho do combustível (tamanhos diferentes queimamem tempos diferentes)

- controlar a temperatura

- a fornalha não deve ter muitas flutuações de carga, isso favorece máqualidade de queima

- evitar a queima de combustível velho (perda de voláteis)

- distribuição homogênea do combustível na fornalha é fundamental


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FORNALHAS


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UMA CALDEIRA É TÃO BOA QUANTO A SUA FORNALHA

O projeto de uma fornalha deve oferecer:

. Dimensionamento e carga térmica adequada.

. Recirculação, turbulência, ar secundário para requeima.

. Baixas emissões de MP e de CO.

Tecnologia de queima depende do tipo,forma de alimentação e tipo de grelha empregada:

Queima inteira (lenha), picada (cavaco), aglomerada (briquetes),moída (serragem ou pó), refugo de processo


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Tipo de grelhas – Aplicações típicas

Grelha plana fixa- Lenha inteira

Grelha inclinada- cavaco, resíduos

Grelha rotativa-carvão, combustível alto teor de cinza

grelha inclinada com injeção de vapor (pin hole)- complementar queima em suspensão de resíduos

Grelha vibratória- combustíveis de alta umidade

Fornalha celular- Biomassa em geral, alimentação por rosca


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Detalhes da garganta de uma fornalha

Grelha inclinada


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Grelhas de alimentação inferior para materiais secos


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Grelha Detroit Hidrograte para alimentação com espargidor


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Fornalha com grelha – tubos de água


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Grelha Rotativa


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Caldeira para bagaço – queima em suspensão e grelha plana


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Medir CO2, CO, tiragem, temperatura

Pressão do ar secundário

Pressão do ar primário

Pressão da fornalha

Temperatura da fornalha

Principais medições em uma fornalha

O2


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Caldeiras com fornalha externa


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Fornalha Externa – Caldeira Mista


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Caldeira com fornalha interna


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Fornalhas em fornos cerâmicos - intermitente


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2 passes

1 passe


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Fornalha típica para secadores de grãos

Controlar a temperaturae a pressão na fornalha


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Grelha inclinada basculante (caminhante)


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Carga de grelha

Combustíveis sólidos


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Cortesia: EngBoiler


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Dimensões de Fornalhas/Câmaras de Combustão

Carga de fornalha

Conceito para qualquer caldeira


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Carga térmica de fornalha

É a quantidade de calor contida em um determinado volume defornalha que possa proporcionar um tempo de residência do

combustível para sua combustão completa.

> faixa de 2 a 4 segundos para sólidos,

Inferior à 2 segundos para óleo

1 segundo para gases

Carga de fornalha = Intensidade volumétrica de combustão


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Câmaras de combustão para caldeiras

Segundo Bristish Standard BS2790:1986, todos os tipos de combustíveis precisamde tempo para queimar. A combustão deve ser completada na fornalha.Fornalha deve ter volume e proporções adequadas.

CargaÓleo – 1,8 MW

Carvão –

0,8 MW

Carga máxima na fornalha deve ser de 12 MW.Para entradas maiores, 2 ou mais fornalhas devem ser utilizadas.

Nota: Uma fornalha de 12 MW equivale a uma caldeira de aprox. 15 ton (óleo)


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Carga térmica de fornalha é dada por :

Consumo de combustível x PCI

Volume da fornalha

Kcal

m³

Expressar a carga de fornalha em MW(1 MW = 860.000 kcal)

Cf =

Cf = . h


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Determine a carga da fornalha:

Medindo o seu volume em m³ - L x H x Ce o consumo em kg x PCI.

Carga de fornalha

Kcal

m³Cf = . h


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Carga térmica de fornalha

Valores típicos para caldeiras a madeira/biomassa- Podem estar compreendidos entre:

100.000 (0,11 MW) a 250.000 kcal/m³.h (0,30 MW)

- Combustíveis muito úmidos como o bagaço, tem cargas de:120.000 (0,14 MW) a 180.000 kcal/m³.h (0,20 MW)

- Combustíveis de baixa umidade como serragem, briquetes e cascas podemter cargas de 180.000 (0,20 MW) a 270.000 kcal/m³.h (0,31 MW)

- Combustíveis sêcos podem chegar até 400.000 kcak/m³.h (0,46 MW)


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Cargas térmicas típicas de equipamentos no mercado brasileiro

Fonte: Geradores de Vapor – Hildo Pera


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Volume de fornalha

Volumes pequenos Pode ocorrer combustão parcial,

esbarros de chama nas paredes, altas temperaturas,alta emissão de gases não queimados e

acelerada fadiga térmica.

. Volumes grandes Pode ocorrer temperaturas localizadas, má distribuição de calor,

baixa transferência de troca térmica, alto consumo energético.Incendio na caldeira, deposição de carvão.

Corrosão devido á baixa temp. gases.


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Anomalias decorrentes de cargas térmicas elevadas

- Superaquecimentos

- Fluência

- Grafitização

-Trincas


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2001 ASME BOILER AND PRESSURE VESSEL CODE - MATERIAL PROPERTIES

300 400 500 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 grau Fahrenheit149 204 260 316 343 371 399 427 454 482 510 538 grau Celsius

A-53 TUBO C/ COST. 11,7 11,7 11,7 11,7 11,7 10,6 9,1 7,7 6,1 4,3 ... ...

A-105 FORJADO 20,0 20,0 19,6 18,4 17,8 17,2 14,8 12,0 9,3 6,7 4,0 2,5

A-106 A TUBO S/ COST. 13,7 13,7 13,7 13,7 13,7 12,5 10,7 9,0 7,1 5,0 3,0 1,5

A-106 B TUBO S/ COST. 17,1 17,1 17,1 17,1 17,1 15,6 13,0 10,8 8,7 5,9 4,0 2,5

A-106 C TUBO S/ COST. 20,0 20,0 20,0 20,0 19,8 18,3 14,8 12,0 9,3 6,7 4,0 2,5

A-178 C TUBO C/ COST. 17,1 17,1 17,1 17,1 17,1 15,6 13,0 10,8 8,7 5,0 3,4 2,1

A-192 TUBO S/ COST. 13,4 13,4 13,4 13,3 12,8 12,4 10,7 9,0 7,1 5,0 3,0 1,5

A-213 T11 TUBO S/ COST. 17,1 16,8 16,2 15,7 15,4 15,1 14,8 14,4 14,0 13,6 9,3 6,3

A-213 T22 TUBO S/ COST. 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 13,6 10,8 8,0

A-213 T91 TUBO S/ COST. 24,3 24,2 24,1 23,7 23,4 22,9 22,2 21,3 20,3 19,1 17,8 16,3

A-283 C CHAPA 15,7 15,7 15,7 15,3 14,8 ... ... ... ... ... ... ...

A-285 C CHAPA 15,7 15,7 15,7 15,3 14,8 14,3 13,0 10,8 8,7 5,9 ... ...

A-335 P11 TUBO S/ COST. 17,1 16,8 16,2 15,7 15,4 15,1 14,8 14,4 14,0 13,6 9,3 6,3

A-335 P22 TUBO S/ COST. 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 13,6 10,8 8,0A-335 P91 TUBO S/ COST. 24,3 24,2 24,1 23,7 23,4 22,9 22,2 21,3 20,3 19,1 17,8 16,3

A-515 60 CHAPA 17,1 17,1 17,1 16,4 15,8 15,3 13,0 10,8 8,7 5,9 4,0 2,5

A-515 70 CHAPA 20,0 20,0 20,0 19,4 18,8 18,1 14,8 12,0 9,3 6,7 4,0 2,5

A-516 60 CHAPA 17,1 17,1 17,1 16,4 15,8 15,3 13,0 10,8 8,7 5,9 4,0 2,5

A-516 70 CHAPA 20,0 20,0 20,0 19,4 18,8 18,1 14,8 12,0 9,3 6,7 4,0 2,5

INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA SELECIONADA

ESPEC. DOMATERIAL

MATERIALMÁXIMO DE TENSÃO PERMISSÍVEL (MULTIPLICAR 1000 PARA OBTER PSI)

PARA TEMPERATURA DE METAL, °F, NÃO EXCEDENDO


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Controle Visual Controle por instrumentos Pelos resultados

Técnica requer experiência operacionalpara observação.Operadores devem possuir o sentidoe comando do fogo e o controle daqueima é feito através da observação:

da densidade da fumaça no topo dachaminéda cor da chama- do aspecto e forma da chama

Consiste de técnicas demedição dos parâmetros deoperação como:medição das temperaturas doprocesso, pressões de ar dosventiladores, das câmaras de

combustão, da tiragem.indicação de vazões de ar oude combustívelmedição dos produtos dacombustão – O2, CO, CO2

Avaliação dos resultados pelacontabilidade dos consumosespecíficos, como:vazão de vapor x cons. Decombustívelquantidade de material

processado x consumo decombustívelqualidade do materialprocessado, etc

Formas de controle da combustão


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Pelo controle visual não podemos determinar oexcesso de ar na combustão.

Não podemos determinar se a relação

ar/combustível está correta.

Não conseguimos determinar as perdas de calorou rendimento da queima.

Não conseguimos saber se há formação de monóxido de carbonoexcessivo na queima (produto da combustão incompleta).


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Controle da combustão por instrumentos

O que medir?

Onde medir?

Como medir?

Quando medir?


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O que medir?

Controle da combustão

O2 + CO + CO2 + temp. gases exaustão

Controle de emissões

MP + NOx + SO2 + HC

Variáveis do processo

Temperatura de fornalha e de fundo.Pressão de fornalha, pressão de tiragem, pressão do

ar de combustão /gás/vapor de atomização. Vazão mássica ar/gases

P t i ã d ld i


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Parametrização de uma caldeira


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Onde medir ?


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Quando medir?

Periodicamente todo sistema de combustão deve ser analisado para ajustes e correçãoda queima.

Monitoramento contínuo de excesso de ar – O2- caldeiras acima de 10 toneladasé justificável um sistema fixo.

Monitoramento pontual –

O2 –

CO –

CO2 –

tiragem –

temperaturas, o monitoramentopode ser diário, uma vez por turno ou semanal para pequenas instalações,depende do porte da instalação.

Ventiladores, tubos de caldeiras, dutos de ar, vão perdendo sua eficiência como decorrer da operação em virtude do acúmulo de poeira, fuligem , que reduz apressão estática e consequentemente altera o volume de ar de combustão.

Como medir?Aparelhos para monitorar a combustão


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Aparelhos para monitorar a combustão

Manômetro inclinado

Analisador de gases

Termômetro digital

M a n ô m e t r o

e m U

Analisador continuo de O2

Anemômetro


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O que é a combustão?

PROCESSO DA COMBUSTÃO


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COMBURENTE O2 + N2

(ar atmosférico)

COMBUSTÍVEL C + S + H2 + N + HCÓleos dest. petróleo

GasesBiomassa

PRODUTOSDA

COMBUSTÃOCO2 COH2ON

2

O2 SO2 NOx

CINZAS

PROCESSO DA COMBUSTÃO

PROCESSO

A Combustão


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Combustão é uma reação química em que um oxidante (ar ou oxigênio

puro) reage rapidamente com um combustível ( C – H – S – N )liberando energia térmica.

A combustão completa destes combustíveis gera gases comoo CO2, vapor d’água, CO, NO, SO2 e componentes parcialmente

reagidos como HC, além de substâncias não combustíveis tais como

cinzas, fuligem e gases inertes.

A combustão é determinada pelo tipo de combustível e depende:

- do tempo de mistura entre o combustível e o comburente-da temperatura na região de combustão

- da turbulência da reação

tempo – temperatura e turbulência

A Combustão


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Combustão

•Conjunto de reações químicas que liberam grande quantidade de calor .

• Combustível + Comburente Produtos da combustão + Calor


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Volume de ar necessário para alguns combustíveis

Óleos combustíveis (PCI médio 9.500 kcal/kg) – 12,5 Nm3/kg

Gás Natural (PCI médio 8.700 kcal/m³) – 9,8 Nm³/Nm³

GLP (PCI médio 10.800 kcal/kg ) – 12,3 Nm³/kg

Lenha (PCI médio 2.700 kcal/kg –

40% umidade) –

5,6 Nm³/kg

Estes valores podem sofrer variações em função da composição do combustível


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Formação dos gases da combustão


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Ábaco para determinação do excesso


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Ábaco para determinação do excessode ar e do CO2 nos gases da combustão


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Combustível % CO2 máx K

Óleos pesados 15,8 0,57

Óleos leves 15,5 0,52

Gás natural 12,1 0,37

GLP 13,9 0,42

Propano 13,8 0,47

Butano 14,1 0,45

Biogás 16,9 0,35

Gás de altoforno

25,5 0,81

Madeira seca 19,4 0,60

Bagaço decana

19,8 0,67

Biomassa 20,1 0,75

Coque 18,8 0,64

Carvão 19,1 0,59

Teor de CO2 máximo(estequiométrico)

para vários combustíveis

Ábaco para determinar o excesso de ar e construir a curva do CO


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Ábaco para determinar o excesso de ar e construir a curva do CO


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O que nos informam os gases da combustão?

O2 : excesso de ar utilizado na combustão.

CO2 : Taxa de conversão do carbono. O conteúdo de CO2 deve ser

próximo ao valor estequiométrico para baixos teores de

excesso de ar.

CO: Indica falta de ar, excesso de combustível, funcionamento

inadequado ou defeito de combustão. (combustão incompleta).


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Parâmetros da combustão

Cálculos da combustão


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Cálculo do teor de O2 pela medição do CO2

%CO2 med%O2 =

%CO2máx

%CO2= CO2 max

Cálculo do teor de CO2 pela medição do O2

%O2 med

21

1 21

_

1 -


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Determinação do teor de nitrogênio na Combustão – N2

%N2= 100 - (%CO2 + %O2)



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Determinação do excesso de ar – Xair - %

Xair = 21 - 1 x 10021- %O2 med

Determinação do coeficiente de ar – fator lambda - λ

λ = __21____21 - %O2 med


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Exemplo:

Calcular o Ratio, onde foi medido CO de 340 ppm

e CO2 de 9%, queima de GLP.

Ratio = 0,034/9 = 0,003% (não satisfatório)

Para Ratio = 0,000 - Ideal um CO de 50 ppm

Ratio = 0,005/9 = 0,0005%

10.000 ppm = 1%

1.000 ppm = 0,1%

100 ppm = 0,01%

10 ppm = 0,001%



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CO não diluído – CO until

Se chama também concentração de CO para 0% de O2

COuntil = CO . λ

A concentração de CO diluído é a concentração hipotética que sepode formar na combustão sem excesso de ar


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Perdas devida ao CO nos gases da combustão


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Qual equipamento utilizar para monitorarum processo de combustão?

. Finalidade da medição

. Porte da unidade a ser monitorada

. Componentes emitidos

. Exigências legais


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ANALISADORES DE GASES DE COMBUSTÃO

PORTÁTEIS

MONITORAMENTRO PONTUAL OU SEMI-CONTÍNUO

FIXOS

MONITORAMENTO CONTÍNIO

Aparelho de Orsat


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p

Amostrade gás

CO2

O2

Leitura

CO


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Testoryt – Analisador de CO2 ou de O2

Opção de baixo custo para medir gases de combustão


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Análise de gases


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Procedimento de análise e ponto de amostragem

Analisador contínuo de gases


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Analisador de gases – infra vermelho – CO2 + CO + CH4

Detalhe de um sistema de amostragem

g

Analisador contínuo de oxigênio


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Esquema de instalação de sonda de oxigênio - fixo


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Interferências físico-químicas durante a análise de gases(típicas)

1 – Entrada de ar falso pelo coletor de gás, causando diluiçãoda amostra gasosa e redução de sua composição.

2 – Absorção de SO2, NOx, CO pela condensação da água, nos filtros.3 – Cruzamento de sensibilidade ao H2, durante análise de CO.

4 – Análise de H2S devido à condensação ácida.5 – Diminuição da sensibilidade à análise do O2 devido ao ataque

do SO2 para sensores de zircônia.6 – Cruzamento de sensibilidade ao silicone, cloro, amônia.7 – Cruzamento de sensibilidade devido ao alto range e superaquecimento

do sensor (caso catalíticos, sensor de óxido metálico)8 – Umidade na sonda e partículas.9 – Redução da vazão/fluxo de gás.

10 – Alteração da tensão de alimentação no analisador.11 – Turbulência no fluxo gasoso.

12 – Temperatura da amostra gasosa. (condensação)13 – Temperatura do equipamento analítico (exposição)

Avaliação das emissões visíveis


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ç

Avaliação visualEscala de Ringelmann


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g(chaminés e escapamentos de motores a Diesel)

AVALIAÇÃO COLORIMÉTRICA DA


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AVALIAÇÃO COLORIMÉTRICA DADENSIDADE DOS GASES

Avaliação qualitativa da emissão em queimadores a óleo Smoke Test método DIN 51402


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Fixe o papel de amostra noSmoke Test.

Compare a macha no papelfiltro com a escala padrão.

Introduza a sonda na chaminée puxe a haste 10 vezes.

Medidor de fuligem – Smoke Test

Smoke Test, método DIN 51402(aplica-se em motores a diesel com reservas)

Avaliação

qualitativa da emissão em queimadores a óleo Smoke Test, método DIN 51402(aplica se em motores a diesel com reservas)


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Nr daescala

Interpretação

0 Branco (máximo excessode ar)

1 Excelente (baixasemissões)

2 Bom

3 Satisfatório (limitepadrão)

4 Condição máximaoperacional

5 Condição inadequada




9 Critico (100% preto)

Interpretação da escala de fuligem

(aplica-se em motores a diesel com reservas)

Correlação da Escala de Ringelmannl d DIN 51402


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e escala de DIN 51402


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Caracterização dos poluentes atmosféricos

Fontes fixas

Equipamentos e Metodologias

RESOLUÇÃO Nº 382/06 – CONAMA


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Ç



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Ç



125/139

Ç



126/139

Ç



127/139



128/139

MATERIAL PARTICULADO


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MATERIAL PARTICULADO


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Excesso de material coletado devido a

alta velocidade de coleta

Perda de material coletado devido à baixavelocidade de coleta

Coleta isocinética


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RELAÇÃO DE NORMAS HOMOLOGADAS PELA ABNT

TÍTULO RESUMIDO N° ABNT EMISSÃO MÉTODO USEPA

EQUIVALENTES

Planejamento de Amostragem NBR 10700 1989 -

Determinação de Pontos NBR 10701 1989 1

Determinação Velocidade e Vazão NBR 11966 1989 2

Determinação Massa Molecular Base Seca NBR 10702 1989 3

Determinação Umidade NBR 11967 1990 4

Determinação material Particulado NBR 12019 1990 5

Calibração Equipamento NBR 12020 1992 -

Determinação SO2, SO3 e Névoa NBR 12021 1990 8

Determinação SO2 NBR 12022 1990 6

Determinação MPcom filtro dentro chaminé NBR12827 1993 17


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Resolução nº 382 - CONAMA

Caso realCaldeira grelha basculante cap. 25 t vapor/h - cavaco


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Condição

operacional

Condição

existente

Após ajuste

Produção vapor 25.870 kg/h 25.340 kg/h

Pressão 12 kg/cm² 12 kg/cm²

Temp. gases 225ºC 183ºC

CO2 9% 13%

CO > 5000 ppm < 500

MP após lavador 580 mg/m³ 90 mg/m³

MP anteslavador

7230 mg/m³ 2232 mg/m³

Temp. fornalha 760ºC 810ºCPressão fornalha -7 mm - 4mm

Umidade cavaco 55,2% 56,7% *


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Resultado das medições de MP em uma caldeira a bagaço de cana


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Medições de CO em uma caldeira a bagaço de cana


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Esta apresentação não tem a intenção de esgotar o assuntoe foram apresentados tópicos importantes que devem ser

observados para queima racional de combustível.

[email protected]

Tel 11 3807-3858Cel 11 7466-6214

apresentação combustão de biomassa

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