Valorização energética de lodo biológico da indústria de polpa celulósica através da briquetagem - Rodrigues, Valéria Antônia Justino (2010)
A indústria de polpa celulósica Kraft branqueada necessita em seus processos produtivos de alta demanda energética. Grande parte desta energia é gerada na caldeira de recuperação química e outra parte na caldeira de biomassa, com o reaproveitamento do licor negro e dos resíduos de madeira, respectivamente. No entanto, outros resíduos são gerados e descartados em aterros industriais sem o devido reaproveitamento. Dentre os resíduos, o lodo biológico tem grande potencial energético, pois é rico em material orgânico. Diante disto, o objetivo desta pesquisa foi estudar a viabilidade de reutilizar o lodo biológico juntamente com os finos de madeira como matéria prima na fabricação de briquetes para geração de energia. Os finos de madeira foram utilizados para melhorar as características do produto, pois apresentam lignina e baixo teor de cinzas, além de apresentar baixa concentração de enxofre e nitrogênio. O lodo biológico foi misturado com os finos de madeira nas proporções de 0, 20, 40, 60, 80 e 100 %. Utilizou-se uma pressão de 68,9 x 105 N m-2 para compactação dos resíduos durante cinco minutos e tempo de resfriamento de dez minutos. As temperaturas de análise (90 e 120 ºC) foram determinadas de acordo com a faixa de plastificação da lignina. Os briquetes foram feitos em duas fases, sendo a primeira em uma briquetadeira em escala laboratorial e a segunda em uma briquetadeira industrial. Para entender o comportamento energético dos briquetes avaliou-se o poder calorífico superior, o teor de cinzas, a composição elementar, os materiais voláteis, o carbono fixo e as análises calorimétricas. Além destas características, estudou-se também a densidade aparente, a resistência à compressão e a umidade de equilíbrio higroscópico, que são parâmetros importantes para avaliar a estabilidade do briquete quando submetidos às condições de transporte e armazenamento. Para estudar os efeitos ambientais da combustão destes resíduos na fábrica foi avaliada a emissão de poluentes atmosféricos, assim como a periculosidade das cinzas e dos resíduos. O lodo biológico, os finos de madeira e as cinzas foram classificados como resíduo Classe II A. O lodo biológico possui poder calorífico similar a de outros resíduos utilizados para fabricação de briquetes, entretanto alto teor de cinzas. A combinação dos finos de madeira com o lodo diminuiu o teor de cinzas, além dos teores de nitrogênio e enxofre. A combustão com 20 % lodo não apresentou emissões de poluentes em desconformidade com a legislação para as caldeiras com potência nominal acima de 70 MW. O lodo biológico melhorou a resistência à compressão, a densidade aparente e a higroscopicidade dos briquetes feitos com finos de madeira. A porcentagem de mistura ideal foi 60 % lodo para todos os parâmetros avaliados. A reutilização do lodo no processo de briquetagem mostrou-se altamente viável, pois além de reduzir os impactos ambientais decorrentes da sua disposição inadequada, apresenta uma forma de destinação com alto valor agregado ao resíduo. Após o estudo, constatou-se que o lodo biológico não deve ser considerado como um resíduo e sim como matéria prima com alto potencial para exploração no processo de combustão para geração de energia.