Relatório Técnico

Visitas: Brandenburg Technische Universitat e à Planta Piloto de Demonstração 30 MW em Schwarzee Pump – Alemanha

Integrantes:

Eduardo Osório – UFRGS

Gabriel Meneghetti Faé Gomes – Doutorando/UFRGS

Leandro Dalla Zen – CIENTEC

Introdução

Foi realizado, nos dias 19 e 20 de outubro, as visitas à Brandenburg

Technische Universitat e à Planta Piloto de Demonstração 30 MW em

Schwarzee Pump, ambas em Cottbus na Alemanha,.

Na Brandenburg Technische Universitat, além da integração com o grupo de

pesquisa, foram visitadas duas plantas pilotos: 0,5 MW de oxicombustão e a

ALVA20 – 0,02 MW. Esta última é mais direcionada ao estudo da cinética de

combustão do carvão miniral e possui a opção de ser utilizada em

oxicombustão.

Foi visitada ainda uma planta piloto de secagem de carvão mineral pulverizado

localizada próxima à Usina Terméletrica de Schwarzee Pump.

A planta demonstração de 30 MW mostrou o alto nível de adiantamento no

desenvolvimento de tal tecnologia por parte das empresas associadas em

conjunto com a universidade. Por outro, a planta piloto de oxicombustão de 0,5

MW é muito similar á planta que está sendo adaptada no Laboratório de

Combustão da Cientec para o estudo e desenvolvimento de tal tecnologia.

Planta Piloto Oxicombustão 0,5 MWth - Brandenburg Technische

Universitat

A planta Piloto Oxicombustão 0,5 MWth, conforme mostra a Figura 1, possui

como câmara de combustão, uma caldeira ciclônica para queima de carvão

pulverizado. O tratamento dos gases é realizado mediante a utilização de um

ciclone e um filtro de mangas. Ainda há a adição de carbonato de cálcio na

caldeira para remoção de enxofre. Em torno de 90% dos gases úmidos são

retornados à caldeira, onde ocorre a combustão do carvão com o oxigênio. O

restante dos gases que não retornam à caldeira, cerca de 10%, passam ainda

por um condensador para remoção da umidade – os gases saem com cerca de

6-7% de umidade.

Figura 1: Fluxograma da Planta Pilot da Oxicombustão 0,5 MWth - Brandenburg

Technische Universitat

Esta planta é muito similar á planta piloto de oxicombustão de 0,25 MWth que

está sendo implementada no Laboratório de Combustão da Cientec, conforme

Figura 2, e que, em breve, iniciará testes desta tecnologia. A principal diferença

é a utilização da tecnologia de leito fluidizado para a queima do combustível.

A próxima etapa das pesquisas em andamento será a acoplagem de um

sistema de membranas à planta piloto para a obtenção de oxigênio.

Figura 2: Fluxograma da Planta Pilot da Oxicombustão 0,25 MWth -

Brandenburg Technische Universitat

Planta de Secagem de Leito Fluidizado

Uma vez que o carvão utilizado na Alemanha possui um alto teor de umidade,

está sendo desenvolvida, através da Brandenburg Technische Universitat, em

conjunto com a empresa Vattenfall, um leito fluidizado para secagem de tel

material.

A planta piloto visitada, Figura 3, com capacidade de 0,5 t/h, utiliza a tecnologia

de leito fluidizado com a utilização de vapor superaquecido para a operação de

secagem. O carvão, com um teor inicial de 50-60%, sai com um teor de

umidade de 10% do processo. A etapa seguinte do projeto será a utilização de

carvão pulverizado seco proveniente de tal planta na usina termelétrica de

Schwarzee Pump.

Figura 3: Esquema do leito fluidizado para secagem de carvão pulverizado.

Planta de Demonstração da Tecnologia de Oxicombustão 30MWth –

Vattenfall

A Figura 4 mostra a planta de demonstração de 30 MWth para o

desenvolvimento da tecnologia de oxicombustão. A planta utiliza carvão

pulverizado, o qual é queimado em uma caldeira ciclônica. O oxigênio para a

queima é obtido no próprio local através de um processo criogênico.

Os gases provenientes da queima seguem para um lavador para a

dessulfuração e um precipitador eletrostático. Em torno de 2/3 dos gases de

combustão são retornados ao processo. O restante segue para um

condensador, de onde saem com um teor de umidade de 7%.

Na sequência, o gás, rico em CO2 e H2O, segue para a unidade compressão e

purificação do CO2. Primeiramente, o gás passa por uma compressão em dois

estágios – 5 e 20 bar – resfriadas com água. A umidade é removida na

seqüência através de peneiras moleculares. O gás ainda passa por um leito de

carvão ativado antes de chegar na coluna de destilação recheada, onde ocorre

a sua purificação, para uma concentração maior que 99% de CO2.

Figura 4: Foto aérea da Planta de Demonstração da Tecnologia de

Oxicombustão 30MWth - Vattenfall