Prognóstico do coprocessamento de diferentes matrizes ambientais em consórcio para obtenção de um combustível sólido

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Nozela, Weverton Campos [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Peletização; Pirólise; Biomassa; Lodo de esgoto; Combustíveis sólidos
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/181379

O gerenciamento inadequado dos diversos tipos de resíduos sólidos pode causar grandes impactos ambientais e demandam um custo elevado para a correta disposição. Entretanto, alguns resíduos apresentam condições de reciclagem energética. Resíduos vegetais, como a cana de açúcar e palha do milho, e resíduos sanitários, como lodo de esgoto, que são geralmente chamados de biomassas podem produzir energia a partir de processos térmicos como a pirólise ou a torrefação. Atualmente, as biomassas correspondem a quarta maior fonte de energia da matriz mundial e a segunda no Brasil. O objetivo deste trabalho foi elaborar um prognóstico de aplicação energética a partir do coprocessamento, utilizando-se de técnicas de peletização e torrefação, com diferentes matrizes ambientais em consórcio, como o lodo de esgoto e poda urbana, para obtenção de um combustível sólido e renovável. As amostras deste trabalho foram coletadas das Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) de Araraquara, Bueno e Monjolinho, além de resíduos de poda urbana. Após moagem criogênica, foram preparados consórcios 1:1 entre os lodos e a poda. Posteriormente, foi aplicado procedimento de peletização e torrefação. Por termogravimetria, foram determinadas Temperatura de Ignição, Análise Imediata e Estudo Cinético, onde foi utilizado o Método de Wanjun-Donghua modificado por Capela-Ribeiro para determinação dos parâmetros cinéticos, energia de ativação e lnA. Outros parâmetros como Poder Calorífico Superior (PCS) e Análise Elementar também foram estabelecidos, além de análises complementares como Higroscopia e Infravermelho. Os resultados indicaram que peletização reduziu o volume das amostras (45 a 67%), e apresentou menores temperaturas de ignição, entre 230 e 235 °C para os lodos e 222 e 245 °C para os consórcios. Já a torrefação reduziu as massas das amostras (22 a 44%) e o teor de umidade das amostras (2,28 a 5,10%). As amostras torrefadas apresentaram uma resistência em absorver umidade quando expostas em condições de temperatura de 25 °C e 70% de umidade relativa do ar, sendo que o ganho de massa nestas condições foi de 1,44 a 3,39%. Houve ainda um aumento no teor de carbono fixo nas amostras torrefadas, 35 a 51% nos lodos e de 72 a 124% nos consórcios. Este aumento impactou no aumento no PCS, sendo que para as amostras de poda urbana, o lodo e o consórcio de Bueno os PCS’s foram de 25,82 MJ kg-1, 18,22 MJ kg-1 e 19,66 MJ kg-1, respetivamente. A energia de ativação da reação de degradação térmica da matéria orgânica foi decrescente, principalmente nas amostras torrefadas, indicando autossuficiência energética após iniciar a reação. Foram observados Efeitos de Compensação Cinética e de Sinergismo em algumas amostras. Pelos dados expostos, as amostras podem ser armazenadas, transportadas e comercializadas mesmo em condições climáticas adversas. O consórcio de resíduos apresenta um valor agregado, uma vez que a disposição inadequada dos resíduos pode contribuir para a degradação ambiental e a utilização como combustível sólido é uma forma alternativa e inteligente de reduzir o consumo proveniente de fontes não renováveis e proporcionar um destino apropriado aos resíduos.