{"id":1263,"date":"2019-05-22T08:27:32","date_gmt":"2019-05-22T11:27:32","guid":{"rendered":"https:\/\/pages.cnpem.br\/sucre\/?p=1263"},"modified":"2019-05-22T08:27:32","modified_gmt":"2019-05-22T11:27:32","slug":"nova-rota-industrial-pode-aumentar-uso-da-palha-em-caldeira","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lnbr.cnpem.br\/en\/nova-rota-industrial-pode-aumentar-uso-da-palha-em-caldeira\/","title":{"rendered":"Nova rota industrial pode aumentar uso da palha em caldeiras"},"content":{"rendered":"

Alternativa busca suprir desafio tecnol\u00f3gico associado a queima da palha para gera\u00e7\u00e3o de bioeletricidade<\/i><\/h4>\n

A rota adaptada de condicionamento da palha da cana-de-a\u00e7\u00facar, proposta pela equipe do Projeto SUCRE, visa tornar vi\u00e1vel o uso dessa biomassa para queima em caldeiras de baga\u00e7o para gera\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9trica. Elaborada a partir de testes e an\u00e1lises realizados ao longo de quatro anos nas usinas parceiras do Projeto, a proposta envolve processos de lavagem e alimenta\u00e7\u00e3o da palha no \u00faltimo terno de extra\u00e7\u00e3o ou em um terno independente, de forma a tornar a palha mais semelhante ao baga\u00e7o. Em fun\u00e7\u00e3o da remo\u00e7\u00e3o de elementos qu\u00edmicos, como o cloro, pelo processo de lixivia\u00e7\u00e3o e melhor condicionamento da palha na nova rota proposta, a propor\u00e7\u00e3o de palha misturada ao baga\u00e7o, em base seca, utilizada na ind\u00fastria poderia aumentar para 25%, mais que o dobro da quantidade utilizada atualmente pelas usinas, viabilizando uma utiliza\u00e7\u00e3o mais ampla dessa biomassa pelo setor.<\/p>\n

A adequa\u00e7\u00e3o da palha para a queima em caldeiras projetadas para baga\u00e7o \u00e9 essencial para sua maior utiliza\u00e7\u00e3o, como explica Caio Soares, qu\u00edmico e integrante do Projeto SUCRE, iniciativa implementada pelo Laborat\u00f3rio Nacional de Ci\u00eancia e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Isso porque essa biomassa cont\u00e9m elevados teores de impurezas minerais e de elementos qu\u00edmicos prejudiciais ao processo de combust\u00e3o em caldeiras, como o cloro, enxofre e pot\u00e1ssio, al\u00e9m de uma granulometria e umidade muitas vezes inapropriadas para a queima nas caldeiras de baga\u00e7o, em opera\u00e7\u00e3o no setor. Essas condi\u00e7\u00f5es trazem problemas na ind\u00fastria como forma\u00e7\u00e3o de incrusta\u00e7\u00e3o e corros\u00e3o nos equipamentos, diminui\u00e7\u00e3o da efici\u00eancia de queima e aumento dos custos de manuten\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Considerando que a aquisi\u00e7\u00e3o de caldeiras espec\u00edficas para a palha envolve investimentos elevados, o SUCRE se prop\u00f4s a identificar pr\u00e1ticas que tornem a palha mais pr\u00f3xima poss\u00edvel das carater\u00edsticas do baga\u00e7o em termos de propriedades f\u00edsico-qu\u00edmicas. An\u00e1lises realizadas, no \u00e2mbito do Projeto SUCRE, indicaram diferen\u00e7as significativas entre a palha e o baga\u00e7o de cana, com rela\u00e7\u00e3o a n\u00edveis de umidade, cinzas, granulometria, poder calor\u00edfico superior e inferior e quanto aos elementos qu\u00edmicos presentes na biomassa, que podem impactar no processamento industrial.<\/p>\n

Palha x Baga\u00e7o <\/strong><\/p>\n

Enquanto a umidade do baga\u00e7o varia, em geral, entre 48% e 52%, a palha possui uma faixa mais ampla de varia\u00e7\u00e3o. A palha recolhida por fardos apresenta umidade em torno de 12%, mas pode atingir valores da ordem de 45%, pr\u00f3ximos aos encontrados no baga\u00e7o, quando recolhida por outras rotas. Com rela\u00e7\u00e3o ao teor de cinzas totais, o baga\u00e7o costuma ser mais limpo que a palha, apresentando concentra\u00e7\u00f5es de 2% a 8% (m\/m, base seca), enquanto a palha apresenta de 6% a 20% (m\/m, base seca). J\u00e1 em termos de poder calor\u00edfico superior (PCS), que representa o valor espec\u00edfico de energia de combust\u00e3o por unidade de massa do combust\u00edvel queimado em bomba calorim\u00e9trica, a palha apresentou valores ligeiramente inferiores, entre 16 e 18 MJ\/kg, enquanto o baga\u00e7o entre 18 e 19 MJ\/kg. A diferen\u00e7a entre os dois tipos de biomassa foi maior no poder calor\u00edfico inferior (PCI), principalmente pela influ\u00eancia dos teores de umidade, com a palha variando entre 6 MJ\/kg, quando mais \u00famida e com elevado teor de cinzas, at\u00e9 15 MJ\/kg, quando mais seca e com menor teor de cinzas, enquanto o baga\u00e7o apresentou valores entre 7 a 8 MJ\/kg.<\/p>\n

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Mistura de palha e baga\u00e7o em ind\u00fastria para gera\u00e7\u00e3o de bioeletricidade | Foto: Viviane Celente<\/em><\/p>\n

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Uma nova rota industrial para a palha<\/strong><\/p>\n

Os testes realizados em diferentes unidades industriais do setor sucroenerg\u00e9tico permitiram que o Projeto tra\u00e7asse um panorama das rotas convencionais e das rotas alternativas. Esse levantamento e as avalia\u00e7\u00f5es realizadas contribu\u00edram para a proposi\u00e7\u00e3o de uma nova rota mais adequada de processamento de palha. As rotas alternativas j\u00e1 em opera\u00e7\u00e3o avaliadas, que buscam solucionar alguns dos problemas decorrentes do uso da palha na ind\u00fastria, apresentam em comum uma etapa de lavagem de palha e a redu\u00e7\u00e3o da granulometria da palha por moendas, ao inv\u00e9s de trituradores.<\/p>\n

Por apresentarem boa efici\u00eancia de remo\u00e7\u00e3o de impurezas minerais, variando de 49% a 62%, e de elementos qu\u00edmicos cr\u00edticos ao processo, as etapas de lavagem e tritura\u00e7\u00e3o por moenda demonstraram-se promissoras na resolu\u00e7\u00e3o de parte dos problemas na ind\u00fastria. A granulometria da palha tamb\u00e9m apresentou resultados melhores quando alimentada nos \u00faltimos ternos de extra\u00e7\u00e3o ou triturada em terno independente, em compara\u00e7\u00e3o com o uso de trituradores convencionais.<\/p>\n

Deve-se ressaltar que o processo de lavagem da palha avaliado na ind\u00fastria n\u00e3o apresentou remo\u00e7\u00f5es significativas de cloro, enquanto que em condi\u00e7\u00f5es otimizadas testadas em escala de laborat\u00f3rio, a remo\u00e7\u00e3o desse elemento alcan\u00e7ou cerca de 90%. A presen\u00e7a de cloro na biomassa, que \u00e9 submetida a processo de combust\u00e3o, est\u00e1 relacionada \u00e0 ocorr\u00eancia de corros\u00e3o e incrusta\u00e7\u00e3o. Al\u00e9m disso, dependendo das condi\u00e7\u00f5es operacionais, a presen\u00e7a de cloro pode produzir compostos nocivos \u00e0 sa\u00fade humana como as dioxinas. Testes laboratoriais, conduzidos pela equipe do SUCRE, demonstraram que as poss\u00edveis causas da baixa efici\u00eancia do processo de lavagem na ind\u00fastria podem estar relacionadas \u00e0 efic\u00e1cia da agita\u00e7\u00e3o, tempo de contato insuficiente da \u00e1gua com a biomassa, temperatura e qualidade da \u00e1gua utilizada na lavagem.<\/p>\n

Todas essas an\u00e1lises serviram de base para a elabora\u00e7\u00e3o de uma proposta mais adequada para o processamento de palha, que permite utilizar a palha proveniente da separa\u00e7\u00e3o no sistema de limpeza a seco ou de palha desenfardada. A primeira etapa envolve a pr\u00e9-lavagem da palha, moagem em um terno independente com adi\u00e7\u00e3o de \u00e1gua de embebi\u00e7\u00e3o entre 50\u00b0 e 60\u00b0C, que remove parte das impurezas e adequa a granulometria da palha. Depois a palha segue para ser lavada em um extrator de impurezas minerais , \u00e9 drenada no cush-cush e \u00e9 alimentada no \u00faltimo terno de extra\u00e7\u00e3o e misturada ao baga\u00e7o ou em um terno independente, antes de ser enviada para as caldeiras. Para um consumo mais consciente, toda a \u00e1gua utilizada no processo seria tratada e reaproveitada, possibilitando baixas taxas de reposi\u00e7\u00e3o desse recurso.<\/p>\n

Com essa nova proposta, segundo os balan\u00e7os do Projeto SUCRE, h\u00e1 a perspectiva de redu\u00e7\u00e3o do teor de cinzas e concentra\u00e7\u00e3o de cloro da palha em cerca de 90%, possibilitando a adequa\u00e7\u00e3o dessa biomassa aos padr\u00f5es europeus de biocombust\u00edveis s\u00f3lidos com rela\u00e7\u00e3o a esses par\u00e2metros. Al\u00e9m de permitir o aumento do uso da palha no setor, trata-se de uma rota criada a partir da otimiza\u00e7\u00e3o de vari\u00e1veis de processo, com baixo consumo de \u00e1gua e energia e tamb\u00e9m menor investimento em rela\u00e7\u00e3o \u00e0s rotas em opera\u00e7\u00e3o atualmente.<\/p>\n

Sobre o Projeto SUCRE <\/strong><\/p>\n

O SUCRE \u00e9 um dos principais projetos do CTBE e visa, junto \u00e0s usinas do setor sucroenerg\u00e9tico brasileiro, a implementa\u00e7\u00e3o da produ\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9trica utilizando como mat\u00e9ria-prima a palha de cana-de-a\u00e7\u00facar obtida durante a colheita. Para tanto, a equipe trabalha na identifica\u00e7\u00e3o e solu\u00e7\u00e3o dos problemas que impedem as usinas parceiras de gerarem eletricidade de forma plena e sistem\u00e1tica. A iniciativa \u00e9 financiada pelo Fundo Global para o Meio Ambiente (GEF, da sigla em ingl\u00eas para Global Environment Faciliy), gerida pelo Programa das Na\u00e7\u00f5es Unidas para o Desenvolvimento (PNUD) e implementada pelo CTBE, que integra o CNPEM.<\/p>\n

Sobre o CTBE <\/strong><\/p>\n

O Laborat\u00f3rio Nacional de Ci\u00eancia e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) integra o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), organiza\u00e7\u00e3o social supervisionada pelo Minist\u00e9rio da Ci\u00eancia, Tecnologia, Inova\u00e7\u00f5es e Comunica\u00e7\u00f5es (MCTIC). O CTBE desenvolve pesquisa e inova\u00e7\u00e3o de n\u00edvel nacional e internacional na \u00e1rea de biomassa voltada \u00e0 produ\u00e7\u00e3o integrada de energia, em especial do etanol de cana-de-a\u00e7\u00facar. O Laborat\u00f3rio possui um ambiente singular no Pa\u00eds para o escalonamento de tecnologias, visando a transfer\u00eancia de processos da bancada cient\u00edfica para o setor produtivo, no qual se destacam a Planta Piloto para Desenvolvimento de Processos (PPDP) e a Biorrefinaria Virtual de Cana-de-a\u00e7\u00facar (BVC).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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