Relatório Técnico. Visitas: Brandenburg Technische Universitat e à Planta Piloto de Demonstração 30 MW em Schwarzee Pump Alemanha

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Alexandre Rodrigues Imperial
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1 Relatório Técnico Visitas: Brandenburg Technische Universitat e à Planta Piloto de Demonstração 30 MW em Schwarzee Pump Alemanha Integrantes: Eduardo Osório UFRGS Gabriel Meneghetti Faé Gomes Doutorando/UFRGS Leandro Dalla Zen CIENTEC Introdução Foi realizado, nos dias 19 e 20 de outubro, as visitas à Brandenburg Technische Universitat e à Planta Piloto de Demonstração 30 MW em Schwarzee Pump, ambas em Cottbus na Alemanha,. Na Brandenburg Technische Universitat, além da integração com o grupo de pesquisa, foram visitadas duas plantas pilotos: 0,5 MW de oxicombustão e a ALVA20 0,02 MW. Esta última é mais direcionada ao estudo da cinética de combustão do carvão miniral e possui a opção de ser utilizada em oxicombustão. Foi visitada ainda uma planta piloto de secagem de carvão mineral pulverizado localizada próxima à Usina Terméletrica de Schwarzee Pump. A planta demonstração de 30 MW mostrou o alto nível de adiantamento no desenvolvimento de tal tecnologia por parte das empresas associadas em conjunto com a universidade. Por outro, a planta piloto de oxicombustão de 0,5 MW é muito similar á planta que está sendo adaptada no Laboratório de Combustão da Cientec para o estudo e desenvolvimento de tal tecnologia.

Planta Piloto Oxicombustão 0,5 MW th - Brandenburg Technische Universitat A planta Piloto Oxicombustão 0,5 MW th, conforme mostra a Figura 1, possui como câmara de combustão, uma caldeira ciclônica

2 Planta Piloto Oxicombustão 0,5 MW th - Brandenburg Technische Universitat A planta Piloto Oxicombustão 0,5 MW th, conforme mostra a Figura 1, possui como câmara de combustão, uma caldeira ciclônica para queima de carvão pulverizado. O tratamento dos gases é realizado mediante a utilização de um ciclone e um filtro de mangas. Ainda há a adição de carbonato de cálcio na caldeira para remoção de enxofre. Em torno de 90% dos gases úmidos são retornados à caldeira, onde ocorre a combustão do carvão com o oxigênio. O restante dos gases que não retornam à caldeira, cerca de 10%, passam ainda por um condensador para remoção da umidade os gases saem com cerca de 6-7% de umidade. Figura 1: Fluxograma da Planta Pilot da Oxicombustão 0,5 MW th - Brandenburg Technische Universitat Esta planta é muito similar á planta piloto de oxicombustão de 0,25 MW th que está sendo implementada no Laboratório de Combustão da Cientec, conforme Figura 2, e que, em breve, iniciará testes desta tecnologia. A principal diferença é a utilização da tecnologia de leito fluidizado para a queima do combustível.

3 A próxima etapa das pesquisas em andamento será a acoplagem de um sistema de membranas à planta piloto para a obtenção de oxigênio. Figura 2: Fluxograma da Planta Pilot da Oxicombustão 0,25 MW th - Brandenburg Technische Universitat Planta de Secagem de Leito Fluidizado Uma vez que o carvão utilizado na Alemanha possui um alto teor de umidade, está sendo desenvolvida, através da Brandenburg Technische Universitat, em conjunto com a empresa Vattenfall, um leito fluidizado para secagem de tel material. A planta piloto visitada, Figura 3, com capacidade de 0,5 t/h, utiliza a tecnologia de leito fluidizado com a utilização de vapor superaquecido para a operação de secagem. O carvão, com um teor inicial de 50-60%, sai com um teor de umidade de 10% do processo. A etapa seguinte do projeto será a utilização de carvão pulverizado seco proveniente de tal planta na usina termelétrica de Schwarzee Pump.

4 Figura 3: Esquema do leito fluidizado para secagem de carvão pulverizado. Planta de Demonstração da Tecnologia de Oxicombustão 30MW th Vattenfall A Figura 4 mostra a planta de demonstração de 30 MW th para o desenvolvimento da tecnologia de oxicombustão. A planta utiliza carvão pulverizado, o qual é queimado em uma caldeira ciclônica. O oxigênio para a queima é obtido no próprio local através de um processo criogênico. Os gases provenientes da queima seguem para um lavador para a dessulfuração e um precipitador eletrostático. Em torno de 2/3 dos gases de combustão são retornados ao processo. O restante segue para um condensador, de onde saem com um teor de umidade de 7%. Na sequência, o gás, rico em CO 2 e H 2 O, segue para a unidade compressão e purificação do CO 2. Primeiramente, o gás passa por uma compressão em dois estágios 5 e 20 bar resfriadas com água. A umidade é removida na seqüência através de peneiras moleculares. O gás ainda passa por um leito de carvão ativado antes de chegar na coluna de destilação recheada, onde ocorre a sua purificação, para uma concentração maior que 99% de CO 2.

5 Figura 4: Foto aérea da Planta de Demonstração da Tecnologia de Oxicombustão 30MW th - Vattenfall

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