Cinza de Caldeira industrial

Veja algumas curiosidades sobre cinza de caldeira

Já falamos aqui em nosso blog a importância que o uso de uma água de maior qualidade tem na performance térmica em caldeiras à biomassa. Entretanto, pouca gente se dá conta da importância do lado fogo (queima de combustíveis) neste processo, principalmente quanto ao volume e a correta destinação da cinza de caldeira.

Ela é caracterizada como sendo o resíduo gerado pela combustão de diferentes formas de biomassa, representada por uma mistura homogênea de frações de areia, plástico e resíduos não queimados na fornalha da caldeira, que, ao serem retirados da caldeira, precisam ter o correto destino.

Por isso, te convidamos a conhecer as principais curiosidades sobre a cinza de caldeira, desde a relação da quantidade e o tipo de combustível até os cuidados quanto à correta destinação deste resíduo.

O que é uma cinza de caldeira?

A cinza de caldeira é representada pelo material resultante da queima de diferentes formas de biomassa. Em geral, as cinzas das caldeiras movidas à biomassa consistem em uma mistura de elementos minerais oxidados, areia e carbono orgânico parcialmente queimado.

Dessa forma, as cinzas representam a fração inorgânica da biomassa e agregam todos os elementos que não são relevantes nas reações de combustão, como o fósforo, o potássio e o cálcio.

O quadro abaixo apresenta a constituição elementar das principais biomassas utilizadas como combustível.

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Baseado nisso, é fácil entender que o teor de cinzas tem um significado importante pelas seguintes razões:

  • A cinza não se queima, requerendo um sistema próprio para retirada, além da correta destinação; 
  • A cinza é constituída de material abrasivo, causando erosão nos equipamentos e queda da eficiência energética.

 

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Baseado nisso, é fácil entender que o teor de cinzas tem um significado importante pelas seguintes razões:

  •       A cinza não se queima, requerendo um sistema próprio para retirada, além da correta destinação;
  •       A cinza é constituída de material abrasivo, causando erosão nos equipamentos e queda da eficiência energética.

 

2.   A quantidade de cinza é um ótimo parâmetro da eficiência energética de caldeiras

Um dos principais parâmetros de eficiência energética é a quantidade de cinza de caldeiras, pois toda biomassa queimada gera cinza em maior ou menor quantidade, dependendo da composição química. Por outro lado, a quantidade de cinza pode variar também em função do controle de combustão da caldeira.

Dessa forma, vale citar que a quantidade de cinza de caldeira nunca será menor que o valor da composição química do combustível, mas pode ser maior e isso é um problema. Principalmente se a caldeira estiver desregulada.

Exemplo: A composição química do eucalipto apresenta 1% de cinza e nunca será menor que isso, mas pode ser maior, com 2 ou 3%, ou seja, pode apresentar 2 ou 3 vezes mais cinza do que o esperado, elevando os custos na geração de vapor.

Calculadora da eficiência da caldeira indCalculadora da eficiência da caldeira industrial | COONTROLustrial | COONTROL

Esse volume elevado de cinza de caldeira pode ocasionar diferentes problemas, tais como:

  •       Perda de eficiência energética da caldeira;
  •       Maior consumo de combustíveis;
  •       Formação de pedra no interior da fornalha

Além disso, a cinza de caldeira precisa ser destinada corretamente, ou seja, em aterros locais apropriados. Assim, com um volume elevado, a indústria pode ter perdas de 2 lados.

Em um primeiro momento, o consumo de combustível tende a ser maior, decorrente do desperdício elevado, mas há também o custo extra para pagar para uma empresa especializada para dar o correto destino ao resíduo gerado.

 

3.   pH da cinza: É preciso redobrar os cuidados com valores elevados

Por sua composição, toda cinza de caldeira tende a apresentar pH alto e isso é normal. No entanto, valores acima de 12,5 indicam resíduo perigoso, exigindo um destino específico. Por consequência, esse custo de destinação demandará maiores custos.

Neste sentido, vale ressaltar que pH elevado de cinzas ocorre em função da quantidade de materiais incombustos, como por exemplo a quantidade de casca do eucalipto, de açúcar no bagaço de cana e até mesmo da variedade da cana-de-açúcar utilizada.

Estes combustíveis citados podem apresentar maior quantidade de potássio, caracterizado como sendo incombusto (que não queima). Assim, há aumento do pH da cinza, resultando em problemas quanto à destinação, não pelo volume, mas pela classificação de destino deste material.

Dessa forma, é bastante importante e interessante tomar cuidados para que estas cinzas perigosas (pH > 12,5) não sejam obtidas durante o processo de queima.

 

4.   Há produtos específicos que podem reduzir a quantidade de cinzas geradas

Em caldeiras, combustíveis ruins e controle de combustão ineficiente de caldeiras tendem a gerar excesso de cinza, ocasionando paradas recorrentes para remoção mecânica do excesso, principalmente por causa da formação de pedras de fusão de cinza.

Mas, quimicamente é possível, ao menos, reduzir este problema. Há alguns produtos ditos fundentes (que alteram o ponto de fusão), que permitem maior resistência à fusão destes materiais.

Anderson Beber, Gerente de Aplicações da Solenis, alerta que pode ser interessante utilizar em baixas dosagens alguma mistura de material fundente junto com a biomassa alimentada a fornalha, para qualquer configuração de queima de caldeira. A ação de um aditivo como este permite alterar o ponto de fusão de sólidos indesejáveis na fornalha como pedras e materiais vitrificados. Estas pedras podem ocasionar problemas mecânicos pelo choque e também reduzir a eficiência de combustão. De forma similar, o vitrificado pode acumular por superfícies e também reduzir sensivelmente a eficiência.

 A aplicação de um aditivo geralmente não elimina por completo a formação destes materiais. Entretanto, reduz-se sensivelmente a quantidade e tamanho de pedras formadas, além de não permitir a vitrificação. Desta maneira, as paradas do equipamento para limpeza ocorrerão de forma espaçada, reduzindo custos operacionais.

Quer saber mais sobre caldeiras, biomassa e demais processos? Então confira o blog da COONTROL e entenda mais sobre o tema.

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