Author(s): Longo, Andrei Figueiredo Prates
Date: 2023
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10362/162889
Origin: Repositório Institucional da UNL
Subject(s): Combustível Derivado de Resíduos; Carbonização; Desclorinação; Valorização energética; Economia circular; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
A redução da deposição de resíduos em aterro e sua valorização energética são priori- dades das atuais políticas ambientais e energéticas. A produção de combustíveis derivados de resíduos (CDRs) insere-se nessas políticas, mas a baixa densidade, heterogeneidade e elevado teor de cloro destes combustíveis alternativos, limita a sua valorização energética. Nesse con- texto, a carbonização de CDRs surge como alternativa para melhorar a sua composição e as suas propriedades combustíveis. Neste trabalho, estudou-se a conversão de CDRs por carbo- nização tradicional a temperaturas entre 200 e 550 °C, e por carbonização hidrotérmica às temperaturas de 250 e 300 °C. Os ensaios envolveram diferentes misturas de resíduos, nome- adamente: a) resíduos de cortiça + plásticos; b) CDR polimérico + CDR lenhocelulósico; c) CDR polimérico; d) CDR polimérico + biomassa + lamas resultantes do tratamento de águas resi- duais; e) CDR polimérico + gordura animal. Os carvões obtidos apresentaram densidade apa- rente entre 0,193 e 0,607 g/cm3, poder calorífico superior entre 13,9 e 32,9 MJ/Kg e concen- trações de cloro entre 0,2% e 0,7%, após lavagem com água. O processo de lavagem com água foi otimizado de forma a reduzir a geração de efluentes líquidos. A carbonização de CDR den- sificado e sua mistura com biomassa permitiu aumentar o rendimento mássico de carvão de 152 kg/h para 313,2 kg/h. Foi realizada uma análise de viabilidade económica do processo de carbonização de CDR, tendo sido obtidos fluxos de caixas anuais positivos e um tempo de retorno entre 2 e 6 anos. Os resultados obtidos neste trabalho demonstraram assim que a carbonização de CDR pode dar um contributo essencial para a valorização energética destes materiais complexos.
The reduction of waste disposal in landfills and its energy recovery are priorities for current environmental and energy policies. The production of waste-derived fuels (RDFs) is part of these policies, but the low density, heterogeneity and high chlorine content of these alternative fuels limits their energy recovery. In this context, the carbonization of RDFs appears as an alternative to improve their composition and fuel properties. In this work, the conversion of RDFs was studied by traditional carbonization at temperatures between 200 and 550 °C, and by hydrothermal carbonization at temperatures of 250 and 300 oC. The tests involved different mixtures of waste, namely: a) cork + plastic waste; b) polymeric RDF + lignocellulosic RDF; c) polymeric RDF; d) polymeric RDF + biomass + sludge resulting from wastewater treatment; e) polymeric RDF + animal fat. The chars obtained had an apparent density between 0.193 and 0.607 g/cm3 , a higher calorific value between 13.9 and 32.9 MJ/Kg and chlorine concentrations between 0.2% and 0.7%, after washing with water. The water washing process was optimized to reduce the generation of liquid effluents. The carbonization of densified RDF and its mixture with biomass allowed the char mass yield to be increased from 152 kg/h to 313.2 kg/h. An economic viability analysis of the RDF carbonization process was carried out, obtaining positive annual cash flows and a payback time of between 2 and 6 years. The results obtained in this work thus demonstrated that the carbonization of RDF can make an essential contribution to the energy recovery of these complex materials.
