Figura 34-Ventilador auxiliar
Tem como objectivo forçar a troca de calor entre o ar ambiente e o syngas.
Está equipado com um variador de velocidade de modo a garantir que o ar não chega aos filtros de mangas demasiado quente (queima dos filtros) ou demasiado frio (colmatação com alcatrões dos filtros).
3.5.2.8 Filtro de Mangas
Figura 35-a) Contentor de filtros b) Filtros de mangas
Tem como objectivo remover grande parte
das partículas sólidas que sejam arrastadas com o syngas.
O sistema é constituído por 7 filtros sendo a sua limpeza efectuada através da injecção de syngas a pressão elevada.
3.5.2.9 Depósito de cinzas
Figura 36-Depósito de cinzas
Tem como objectivo armazenar todas as partículas removidas do syngas pelos filtros de mangas.
Tem uma válvula de borboleta que permite remover as partículas durante o funcionamento da central.
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3.5.2.10
Compressor de Syngas
Figura 37-Compressor de syngas
Tem como objectivo injectar syngas a alta pressão nos filtros de mangas de modo a evitar a colmatação dos mesmos.
Recolhe syngas pontualmente no fim do circuito da central, de modo a influenciar o mínimo as pressões no sistema.
3.5.2.11
Condensador
Figura 38-Condensador
Tem como objectivo remover condensados e alcatrões transportados pelo syngas.
Para realizar a condensação utiliza um sistema auxiliar de arrefecimento por água.
3.5.2.12
Bomba de condensados
Figura 39-Bomba de condensados
Tem como objectivo enviar os condensados gerados no condensador para o depósito de condensados.
Funciona mediante um depósito equipado com dois sensores de nível que dão a ordem de paragem e arranque.
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3.5.2.13
Depósito de condensados
Tem como objectivo armazenar todos os condensados gerados durante o processo.
Figura 40-Depósito de condensados
Permite retirar com o auxílio de uma bomba os condensados do depósito para análise ou armazenamento a longo prazo.
3.5.2.14
Bomba de vácuo
Figura 41-Bomba de vácuo
Tem como objectivo criar uma depressão em todo o sistema de modo a gerar um fluxo ordenado de extracção do syngas.
Possui uma válvula borboleta para realizar o bypass à bomba de modo a reduzir a depressão gerada no sistema.
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3.5.3 O funcionamento da central
Antes de se iniciar o arranque da central, deve-se garantir que estão no interior do gaseificador pelo menos 70kg de dolomite e que as tremonhas se encontram cheias de biomassa, neste caso de bagaço de azeitona. Para dar início ao arranque da central deve-se abrir a base dos injectores de ar e introduzir um maçarico no interior da mesma, com a bomba de vácuo a criar um pouco de sucção de modo a garantir que os gases quentes são aspirados (ver Figura 42). O gaseificador tem três sondas de temperatura ao longo da sua extensão, neste caso aguarda-se que a sonda inferior atinga os 150⁰C. Após atingir esta temperatura deve-se proceder à introdução de carvão vegetal de modo a aumentar exponencialmente a temperatura no interior do gaseificador. O maçarico tem como objectivo fornecer energia na forma de calor ao interior do gaseificador, de modo a criar as condições necessárias para que comece a existir um processo termoquímico, inicialmente (após atingir os 150⁰C) a combustão do carvão.
Quando se atinge os 550⁰C, na sonda de temperatura inferior, fecha-se a base dos injectores e corta-se a admissão de carvão, admitindo cerca de 20 a 25kg, de seguida fornece-se biomassa ao gaseificador e coloca-se em marcha a bomba de injecção de ar ambiente. Para estabilizar a central é necessário proceder a uma correcção manual do bypass realizado à bomba de vácuo e à bomba de injecção de ar ambiente. A temperatura pode ser controlada pelo fornecimento de mais ou menos biomassa ao sistema, saturando desta forma as reacções que estão a decorrer, ou através da
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admissão de agente gaseificador (ar). As válvulas de bypass têm o propósito de controlar a admissão ou exaustão do ar e do syngas, respectivamente, uma vez que não é possível, para este caso, controlar a rotação de ambas as bombas (ver Figura 43).
Quando o sistema se encontra na temperatura pretendida, deve-se ter em atenção se o sistema auxiliar do condensador se encontra em funcionamento, bem como se os injectores de syngas nos filtros de mangas funcionam de modo a desbloquear os mesmos (ver Figura 44).
Injectores de syngas
Sistema auxiliar do condensador
Válvula de bypass
Figura 43-Válvula de bypass a)bomba de vácuo b)bomba de admissão de ar ambiente
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O autómato comunica com o computador e permite aceder ao histórico do processo para cada sonda, bem como colocar em marcha ou parar qualquer equipamento, assim como as leituras instantâneas. Permite definir quais as opções de processo de acordo com a temperatura, como por e e ploàe t eàosà àeàosà ⁰Càaà elo idadeàdoàpa afusoà ad issão de biomassa) será de 20%. A Figura 45 apresenta o interface principal de comunicação onde é possível alterar o estado dos equipamentos bem como parâmetros. Os dispositivos que têm uma cor verde no interior da imagem correspondente encontram-se em marcha, aqueles que se encontram a vermelho estão parados. (Nota: a língua do interface é o Espanhol)
Figura 45-Interface de comunicação entre operador e central
3.5.4 Ensaios de gaseificação
O processo de gaseificação é um dos processos centrais apresentados neste trabalho. Uma vez que requer toda uma logística de execução, é necessário estipular o plano de ensaios pretendidos. ássi à fo a à o side adasà asà te pe atu asà deà gaseifi aç oà deà ⁰C, ⁰Càeà ⁰C,àeà dife e tesà admissões de biomassa ao sistema: 26kg/h, 46kg/h e 56kg/h. A escolha deste caudal mássico deve-se a escolha de três velocidades destintas de rotação do parafuso sem-fim, ou seja 30%, 50% e 70% da velocidade máxima de rotação do parafuso. A tabela 15 apresenta toda a bateria de ensaios a realizar.
Em marcha
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Tabela 15-Condições do plano dos ensaios de gaseificação
Parâmetros Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5 Ensaio 6 Ensaio 7 Ensaio 8 Ensaio 9
Temperatura (⁰C) 750 750 750 800 800 800 850 850 850
Caudal mássico
(kg/h) 26 46 56 26 46 56 26 46 56
Velocidade
parafuso (%) 30 50 70 30 50 70 30 50 70
Note-se que embora estejam apresentados apenas 9 ensaios na tabela 15, o número de amostras de syngas é de 18, uma vez que por cada ensaio é realizada a recolha de duas amostras. Os ensaios foram realizados no dia 14 e 15 de Março de 2012, tendo sido iniciados os trabalhos de aquecimento às 7h30 de dia 14 e iniciado os ensaios propriamente ditos às 12h15. Foram terminados os trabalhos no dia 15 às 19 horas tendo sido parada a instalação, apenas para realizar a recolha de resíduos.
O processo consiste em manter a central a gaseificar por um período estável de uma hora antes de realizar a primeira recolha e ao fim da segunda hora recolher a segunda amostra. Após a recolha da segunda amostra a central é parada por alguns minutos, tipicamente entre os 30 a 45 minutos, de modo a recolher todos os resíduos produzidos, ou seja, cinza e condensados. Portanto, além das condições da central no momento da recolha são registadas também as produções de resíduos durante o período de funcionamento. No fim do primeiro ensaio, considera-se como cinzas produzidas tudo o que foi produzido até ao momento, sendo as cinzas derivadas do carvão necessário ao arranque consideradas para no ensaio 2, pois não foi cumprida a ordem de ensaios apresentada em cima.
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