PARTILESS: Redução e Captura de Partículas em Sistemas de Queima de Biomassa

Enquadramento

A utilização de biomassa (resíduos florestais, agrícolas, lamas de ETAR, etc.) como combustível tem atraído grande atenção devido à necessidade de diminuir os impactos ambientais e económicos associados à utilização de combustíveis fósseis, nomeadamente no sector da produção de calor e eletricidade. Contudo, juntamente com as questões associadas à segurança de abastecimento, a utilização da biomassa como combustível levanta diversos desafios associados às propriedades diferentes do combustível, condução e eficiência da combustão, propriedades e quantidade de cinzas formadas, emissões gasosas, etc.

A empresa TORRES & BELO, S.A. (TORBEL) que tem mais de 35 anos de experiência no fornecimento de soluções nas áreas da energia, filtragem e aspiração industrial, secagem, e transporte e armazenamento. Nos últimos anos a empresa tem vindo a expandir a sua atividade e pretende passar a ser reconhecida no mercado nacional e internacional como uma empresa credenciada na conceção, venda, fabrico, montagem e serviço pós-venda de instalações de despoeiramento industrial, recuperação de energia a partir de biomassa e secagem de madeira.

Atualmente, a TORBEL produz caldeiras de potência média que são fortemente requisitadas para produção de água quente. As caldeiras da TORBEL deverão ser capazes de queimar diversas biomassas nomeadamente biomassas de baixa qualidade e com elevados teores em água. Para além dos equipamentos acessórios como os sistemas de transporte, secagem e alimentação da biomassa, a TORBEL fornece também diversos equipamentos para despoeiramento nomeadamente os sistemas de multiciclones, hidrofiltros e filtros de mangas ou cartuxos.

Para além da queima de biomassas de baixa qualidade, um dos desafios mais importantes que as empresas como a TORBEL fornecedoras de caldeiras a biomassa enfrentam está relacionado com a emissão de partículas.

O Projeto

O objetivo deste projeto é desenvolver um processo economicamente viável que permita reduzir a formação e emissão de partículas finas em caldeiras a biomassa da TORBEL com o objetivo de cumprir o Valor Limite de Emissão (VLE) atuais para caldeiras de baixa potência e, jogando em antecipação, os VLE atualmente impostos para as instalações de média e alta potência. Para tal, propõe-se uma metodologia inovadora que envolve a atuação na pré-combustão, combustão e pós-combustão, numa abordagem integrada que permitirá à TORBEL desenvolver competências em todas as etapas do processo. De referir que as caldeiras de média potência a biomassa produzidas pela TORBEL são as menos desenvolvidas e exploradas pelo sector industrial, tanto em Portugal como no exterior, pelo que é premente efetuar o seu desenvolvimento tecnológico de modo a resolver os problemas atualmente existentes em termos de emissões. O sucesso da abordagem integrada proposta trará grandes benefícios para a empresa aumentando o seu know-how e potenciando a sua maior penetração no mercado nacional e internacional de caldeiras a biomassa.

As áreas de investigação previstas são:

i) Análise técnico-económica das biomassas alvo: As biomassas serão selecionadas não só com base em critérios de viabilidade técnico-económica a nível nacional, mas também numa perspetiva de internacionalização da tecnologia não só para países europeus, mas também para Brasil, Estados-Unidos e Canadá que são mercados de elevado potencial;

ii) Pré-tratamento de algumas das biomassas selecionadas de modo minimizar a formação de cinzas volantes: O pré-tratamento a estudar será a liquefação, nomeadamente para as biomassas com teores de humidade elevados, de modo a avaliar as vantagens deste pré-tratamento em termos da combustão e da quantidade e propriedades das cinzas formadas o que é uma perspetiva claramente inovadora;

iii) Combustão da biomassa: Otimização das diferentes variáveis operatórias associadas ao processo de combustão para as diferentes biomassas analisando particularmente o efeito em termos das emissões de partículas e outros poluentes;

iv) Sistemas de tratamento de gases para depuração de partículas: A primeira prioridade é estudar as alterações a introduzir nos ciclones/multiciclones da TORBEL no sentido de os tornar mais eficientes, promovendo assim a inovação tecnológica à luz das Melhores Tecnologias Disponíveis (MTD).

O sucesso destas fases permitirão à TORBEL passar a poder oferecer aos seus clientes nacionais e internacionais várias alternativas claramente inovadoras, técnica e economicamente viáveis para que, atuando na pré-combustão e/ou na combustão e tratamento de gases, as caldeiras a biomassa passem a cumprir sem dificuldade o VLE atual e estejam aptas para cumprir o limite de emissão de partículas de 50 mg/Nm3 que se espera venha a ser imposto num futuro próximo.

A combustão eficiente em termos energéticos e ambientais de biomassas é o aspecto fulcral deste projeto. Assim, no âmbito deste projeto a TORBEL entende ser importante implementar uma instalação piloto onde se possam demonstrar os resultados da investigação e desenvolvimento efetuado ao longo deste processo.

O Apoio do COMPETE 2020

O projeto conta com o apoio do COMPETE 2020 no âmbito do Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico em Copromoção, envolvendo um investimento elegível de um milhão de euros o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 537 mil euros.