Logística/Gestão de desperdícios e rejeitados/Sistemas de tratamento e destino final/Incineração: diferenças entre revisões

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; Processo de Incineração
 
Os elementos constituintes do método de tratamento denominado incineração são: o incinerador, os dispositivos e equipamentos de controlo, de registo e de vigilância, e os sistemas de alimentação de resíduos, de combustíveis, e de ar. Pode ter ou não ter a recuperação do calor produzido por combustão. Este processo de incineração baseia-se em processos térmicos, todos eles com o objectivo de reduzir os resíduos sólidos urbanos (RSU) transformando-os, quer em materiais inertes, quer em materiais e energia. Cerca de 80% do peso e 90% do volume é o resultado esperado deste processo. ([[Logística/Referências#refbLevy|Levy et al., 2006, p. 292]])
 
 
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A combustão é o processo mais generalizado dados incineraçãoprocessos queacima descritos, pois transforma os vários resíduos, sem tratamento prévio, em produtos sólidos, líquidos e gasosos, com libertação de energia sob a forma de calor. Esta energia é transmitida sob a forma de condução, convecção e radiação para o combustível de alimentação, para os resíduos e para o sistema de incineração e/ou armazenada nos resíduos da combustão. Em termos gasosos são emitidos, principalmente, <math>CO_2</math>, <math>NO_x</math>, <math>SO_2</math>, <math>pH</math> e <math>H_2O</math> e em termos sólidos, existe recuperação de cinzas. Outros gases, que não cumprem as condições ideias de combustão completa ideais, são produzidos devido ás variações da quantidade dos elementos contidos nos RSU. A quantidade de oxigénio, <math>O_2</math>, presente na combustão leva a uma: ''combustão estequiométrica'', isto é, combustão completa; ''combustão com excesso de ar'', ou seja, combustão completa com adição de ar; e, ''combustão com falta de ar'', ou seja, gaseificação ou combustão incompleta. De forma a garantir-se uma combustão completa na incineração, é aplicado uma taxa de ar de 40% a 100% (consoante o tipo de RSU e o modelo do incinerador), superior às condições estequiométricas, devido às variações do poder calorífico dos resíduos. Sendo ainda possível aproveitar o excesso de ar na câmara de combustão, para ajudar a satisfazer a regras dos três T: temperatura, turbulência e tempo. Isto é, a melhoria da mistura de RSUresíduos sólidos urbanos e a regularização da temperatura é devidodevida ao excesso de ar presente.
A ''temperatura'' não deve ser menor que os 800ºC para evitar emissões de odores. Se for maior que 980ºC há uma diminuição das dioxinas, furanos e outras partículas orgânicas. O ''tempo'' necessário para haver combustão completa dos RSU depende essencialmente do tipo de forno. E, por fim, a ''turbulência'' garante uma oxidação homogénea e mais eficaz de todos os resíduos. ([[Logística/Referências#refbLevy|Levy et al., 2006, p. 293-294]]).
 
 
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;Poder calorífico dos RSU
 
O local onde o RSU é recolhido é uma condicionante para a sua constituição. Ou seja, numa zona residencial há uma maior frequência de embalagens e resíduos fermentáveis, enquanto que numa zona comercial o papel e o cartão são predominantes. Os RSU podem-se dividir em uma fracção combustível, constituída por papel e cartão (materiais celulósicos) e uma fracção de produtos com elevado poder calorifico (plásticos, pneus e têxteis). A tabela 2 indica o poder calorífico de alguns materiais ([[Logística/Referências#refbLevy|Levy et al., 2006, p. 295]]).
 
 
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Elementos como o carbono, o oxigénio, o azoto, o enxofre e o hidrogénio, são os principais constituintes do RSU. CintudoContudo, têmestes últimos, contêm também percentagens de metais pesados na sua composição, como indica a tabela 3. ([[Logística/Referências#refbLevy|Levy et al., 2006, p. 295]])
 
 
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;Tipos de incineradoresIncineradores
 
Segundo [[Logística/Referências#refbLevy|Levy et al. (2006, p. 296]]) existem quatro tipos de incineradores compor meio da combustão porcom excesso de ar. São eles: o forno ciclone, o incinerador de leito fundido, o incinerador com sistema de combustão em massa e o incinerador com fornalhas múltiplas. SendoÉ de frisar, que todos eles podem receber no seu sistema de alimentação RSU provenienteprovenientes das recolhas, selectiva ou não, sem transformação prévia transformação. Contudo, é importante salientar que a desidratação de RSU antes de se iniciar o processo é importante, pois permite reduzir a quantidade de combustível necessário para manter a combustão.
 
''IncineradoresForno comciclone''. sistemaEste de combustãoincinerador em massa''.forma Possuidorcilíndrica dena umavertical, grelhapossui móvel,um estebraço tipofixo deno incineradorseu recebeinterior que coloca os RSU que estão à periferia no centro, onde posteriormente são encaminhadosexpelidos parasob a fornalhaforma ede caindocinzas. asO cinzasar noe final.o Porcombustível baixosão injectados através da grelha,periferia opois arnão é injectadopossível atravésintroduzi-lo dajuntamente com a camada de RSU incandescente. ExistemAo váriosaquecer, tiposo ar injectado provoca o efeito de grelhasturbilhão e(efeito todasciclónico) elasque levamleva osà mistura de gases e de resíduos. A atravéstemperatura no interior do sistema,incinerador aé misturade dosaproximadamente RSU850ºC, eno aentanto injecçãoexistem perdas de calor devido às paredes móveis do sistema. Facilmente existe controlo da qualidade do ar nanos câmaragases de combustãosaída ([[Logística/Referências#refbLevy|Levy et al., 2006, p. 296300]]).
 
''Incineradores de leito fundido''. Após a fluidificação de uma camada de areia, com cerca de 75 cm de espessura, esta é aquecida para haver destruição dos RSU. PossuidorEste incinerador é possuidor de um cilindro, com o 2,7m a 7,5m de diâmetro, onde é injectado o ar sob a forma de pressão (entre os 80 e os 135 Pa) nos vários tubos da base, fluidificando a areia e produzindo um aumento de 80 a 100% de volume. A temperatura varia entre os 750ºC e os 900ºC, o que pode levar à introdução directa dos RSU na areia. As cinzas e os gases são evacuados pelo cimo do forno, onde há controlo de poluição do ar. Este modelo necessita de menos combustível, para auxiliar a combustão, devido ao potencial calorífico da areia sendo possível funcionar 24 horas sob 24 horas sem recorrer a combustíveis auxiliares. No entanto, a existência de areia no refugo constitui um problema pois degrada os sistemas de tratamento de gases. O destino desta é igual ao das cinzas e fumos e tem que ser substituída várias vezes. O incinerador de leito fundido é sensível às variações do poder calorífico ([[Logística/Referências#refbLevy|Levy et al., 2006, p. 299-300]]).
 
''Incinerador de fornalhas múltiplas''. Possuidor igualmente de forma cilíndrica, comcontém várias fornalhas no seu interior (entre 4 a 14) sobrepostas umas às outras e desalinhadas. Os resíduos são introduzidos na parte superior do incinerador e com ajuda dos braços mecânicos nas fornalhas os RSU deslocam-se para níveis inferiores do cilindro até chegar à base onde já se encontram sob a forma de cinzas. ExistemExiste uma divisão deem quatro zonas no cilindro: a zona superior (onde há desidratação dos resíduos devido aos gases quentes que sobem), a zona de combustão (onde a temperatura está entre os 750ºC e os 950ºC), a zona de oxidação de carbono (onde há transformação de <math>CO_2</math> e a zona inferior (onde se encontram as cinzas para serem evacuadas).
''Forno ciclone''. Este incinerador em forma cilíndrica na vertical, possui um braço fixo no seu interior que coloca os RSU que estão à periferia no centro, onde posteriormente são expelidos sob a forma de cinzas. O ar e o combustível são injectados através da periferia pois não é possível introduzi-lo juntamente com a camada de RSU. Ao aquecer o ar é provocado o efeito de turbilhão (efeito ciclónico) que leva à mistura de gases e de resíduos. A temperatura no interior do incinerador é de aproximadamente 850ºC, no entanto existem perdas de calor devido às paredes móveis do sistema facilmente existe controlo da qualidade do ar nos gases de saída ([[Logística/Referências#refbLevy|Levy et al., 2006, p. 300]]).
 
''Incinerador de fornalhas múltiplas''. Possuidor igualmente de forma cilíndrica, com várias fornalhas no seu interior (entre 4 a 14) sobrepostas e desalinhadas. Os resíduos são introduzidos na parte superior do incinerador e com ajuda dos braços mecânicos nas fornalhas os RSU deslocam-se para níveis inferiores do cilindro até chegar à base onde já se encontram sob a forma de cinzas. Existem uma divisão de quatro zonas no cilindro: zona superior (onde há desidratação dos resíduos devido aos gases quentes que sobem), zona de combustão (onde a temperatura está entre os 750ºC e os 950ºC), zona de oxidação de carbono (onde há transformação de <math>CO_2</math> e zona inferior (onde se encontram as cinzas para serem evacuadas).
A existência de um sistema de injecção leva à difusão de ar pela coluna central e pelos braços mecânicos. Este incinerador precisa de um controlo importante, principalmente a nível dos braços mecânicos e das paredes refractárias do cilindro ([[Logística/Referências#refbLevy|Levy et al., 2006, p. 298-299]]).
 
''Incineradores com sistema de combustão em massa''. Possuidor de uma grelha móvel, este tipo de incinerador recebe RSU que são encaminhados para a fornalha, caindo no final as cinzas. Por baixo da grelha, o ar é injectado através da camada de RSU incandescentes. Existem vários tipos de grelhas e todas elas levam os resíduos através do sistema, a mistura dos RSU e a injecção de ar na câmara de combustão ([[Logística/Referências#refbLevy|Levy et al., 2006, p. 296]]).
 
 
;Recuperação de energiaEnergia
 
Os resíduos são uma fonte de energia considerável e em particular, a incineração emtambém partícularo é. Não só porque a combustão produz energia, como, além disso é possível recuperar vários materiais, após a incineraçãoincinerados, contidos nos RSU, valorizando assim o recurso. A incineração de uma tonelada de resíduos equivale, em mesma quantidade de energia, a 250 kg de petróleo. Isto é, equivale entre 1,5 a 4,3 toneladas de vapor ou entre 500 a 600 kWh de energia eléctrica. Dar enfaseênfase a este potencial eléctrico, promove e desenvolve, desde que viável, os sistemas de recuperação de energia das centrais de incineração, desde que de forma viável. Isto acontece, normalmente, para incineradores com capacidade de produção maior que 20 000 toneladas por ano. Existem dois tipos de sistemas de recuperação de energia:
 
*Recuperação por caldeira independente, que devido às paredes refractárias existentes no forno coberto, leva à recuperação de energia contida nos gases quentes da combustão.
 
* Recuperação por radiação/convecção, que devido às paredes tubulares do forno cheias de água, é possível criar energia na câmara de combustão.
 
A eficácia do forno e do sistema de recuperação, as perdas de calor por radiação e convecção a partir das superfícies de instalação, o poder calorífico dos RSU e a quantidade de RSU são os quatro parâmetros determinantes para a quantidade de calor recuperada.