Publicação on-line; 23 ref.; 7 tables; 1 illus.; Summaries (En, Pt)

RESUMO

Os problemas relacionados à combustão da biomassa e o seu impacto sobre a eficiência das caldeiras
dependem das características do combustível e do projeto e operação dos equipamentos. Assim,
este estudo teve como objetivo mapear os problemas associados à geração, coleta e tratamento das
cinzas da biomassa florestal queimada em caldeiras industriais. O estudo foi realizado em uma usina
termelétrica que gera 28MW/hora e usa biomassa florestal como combustível. Foram feitas três coletas
de cavacos de madeira, antes da entrada na fornalha da caldeira e em quatro locais de passagem de
cinzas na caldeira, onde ocorre o tratamento e recolhimento para disposição final deste resíduo da
biomassa. Parte do mix de biomassa foi calcinado em laboratório para comparação entre os pontos
de amostragem com as propriedades da biomassa. As propriedades analisadas foram: composição
química elementar inorgânica; teste de fusão das cinzas e a potencialidade de ocorrência de problemas
por meio dos índices de: deposição das cinzas (R); escória (Rs); incrustação (Fu); viscosidade (Sr) e álcali
(Al). Os compostos presentes em maior concentração nas cinzas foram os óxidos de silício, alumínio,
ferro, cálcio, potássio e magnésio. A temperatura de fusão das cinzas foi entre 1261°C e 1385°C. O
mapeamento dos problemas apontou baixos riscos de formação de escória e viscosidade. O índice de
incrustação foi alto para o decantador (0,69) e o readler teve médio potencial de viscosidade (1,11). A
formação de álcali ocorreu no readler e decantador, provocando corrosões nestes pontos. Os cálculos
dos índices de deposição foram capazes de expressar os problemas que ocorrem na queima da
biomassa florestal em caldeira.

Palavras-chave: Análise elementar; Fusão das cinzas; Índices de deposição





ABSTRACT

The nature of the problems associated with the biomass combustion in boilers and their impact on
the performance of combustion equipment depends on the fuel’s characteristics, and the design and
operation of the combustion equipment. Thus, the objective of this study was to map the problems
associated with the generation and treatment of forest biomass ashes in an industrial boiler. The
study was developed in a thermoelectric plant with a production of 28MW / hour originated from the
combustion of residual forest biomass. Three biomass samples were collected before entering the
boiler’s furnace and at four flowing points inside the boiler, where the treatment and recovery for the
final disposal of the biomass ashes occur. To compare the collection points in the boiler and the biomass
properties, part of the samples were calcined in the laboratory. The analysed properties were: inorganic
elemental chemical composition; the ashes fusion test and the potentiality of occurrence of problems
through the following indices: ash deposition (R); slag (Rs); inlay (Fu); viscosity (Sr) and alkali (Al). As
for the elemental chemical composition, the compounds with the highest concentrations were silicon,
aluminum, iron, calcium, potassium and magnesium oxides. The melting temperature of the ashes was
between 1261 ° C and 1385 ° C at the collection points. The mapping of the problems indicated low
risks of formation of slag and viscosity. The fouling index was high, from 0.69 for the decanter and 1.11
for the readler, the latter having a medium potential viscosity. The formation of alkali occurred in the
readler and decanter, causing corrosion at these points. The calculations of the deposition rates, based
on the elemental chemical composition of the ashes were able to express the problems that occur in
the combustion of the forest biomass in the boiler.

Keywords: Elemental analysis; Fusion of the ashes; Indices of the deposition