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Mar 13, 2023

Gestão Sustentável de Cinzas: Água

Em usinas termelétricas a carvão (UTEs), quase 40 por cento do carvão

Nas usinas termelétricas a carvão (UTEs), quase 40% do carvão consumido é convertido em cinzas. É um importante subproduto do processo de geração, que é difícil de descartar e tem inúmeros usos que exigem sua utilização lucrativa. A maioria das plantas, portanto, se dedica ao gerenciamento de cinzas.

No entanto, o manuseio de cinzas requer grandes quantidades de água, perdendo apenas para os sistemas de resfriamento em UTEs. Com as normas atuais de água e a mudança contínua para sistemas de dessulfuração de gases de combustão altamente intensivos em água, é necessário otimizar o consumo de água no processo de manuseio de cinzas.

Estratégias para eficiência hídrica

Na maioria das usinas, a proporção de cinzas para água é de 1:20. Restringir isso a 1:5 para cinzas volantes e 1:8 para cinzas residuais pode ajudar significativamente na conservação da água. Para cada porcentagem da proporção de cinzas para água que é reduzida, 60 metros cúbicos por hora de água podem ser economizados.

Existem dois tipos de cinzas geradas em UTEs à base de carvão: cinzas residuais e cinzas volantes. As cinzas residuais são geradas sob o forno da UTE e respondem por quase 20% da quantidade total de cinzas geradas. É grosseiro por natureza e precisa ser triturado para manuseio posterior.

As cinzas volantes, ao contrário, compreendem cerca de 80 por cento da quantidade total de cinzas geradas nas UTEs. É constituído por partículas muito finas que são recolhidas através de uma tremonha do economizador, de uma tremonha de pré-aquecedor de ar ou de um precipitador electrostático (ESP) e devem ser eliminadas de forma adequada.

Sistemas de manuseio de cinzas

As cinzas de fundo da caldeira requerem água durante o manuseio e descarte devido à presença de clínquer, enquanto as cinzas volantes dos precipitadores eletrostáticos podem ser descartadas completamente na forma seca. Mas o descarte úmido (pasta de 10-20% de cinzas por peso com água) é mais comum devido a razões econômicas. O sistema de Descarte de Polpa de Alta Concentração (HCSD) usa menos água do que o sistema úmido (concentração de cinzas 50-60% por peso).

O manuseio a seco de cinzas volantes pode ser um método eficaz de reduzir o consumo de água. O material pode ser coletado do ESP por meio de um sistema pneumático e transferido para um silo de armazenamento intermediário adequadamente aerado. Ele pode então ser enviado para os usuários finais. Um dos grandes problemas desse método é o bloqueio das linhas devido à baixa capacidade de transporte. Portanto, é importante analisar as partículas de cinzas antes de projetar uma planta de manuseio de cinzas (AHP). Outras questões incluem a necessidade de dimensionamento adequado do compressor de ar e as possibilidades de engasgamento do cabeçote umectante e dos bicos do lavador de ar e corrosão da bomba d'água.

A remoção mecânica das cinzas residuais é outro método eficaz, que envolve o uso de sistemas mecanizados de transporte de cinzas residuais como uma alternativa aos sistemas convencionais de água com eclusas de cinzas residuais.

Outra alternativa é o sistema de disposição de polpa de alta concentração, que utiliza moegas intermediárias, moegas de corrente, rosca transportadora, misturador de cinzas, tanque agitador de retenção e bomba de carga. As cinzas volantes são coletadas na forma seca em cada tremonha intermediária e descarregadas para tanques de mistura agitados por meio de transportadores helicoidais e misturadores de cinzas. O fluxo de água para o misturador de cinzas é controlado por um motor. Este processo reduz a diluição da pasta, economizando energia e água. Esses sistemas precisam de menos espaço e têm custos operacionais e de capital mais baixos. O processo usa 8,34 por cento da água necessária em outros sistemas de manuseio de cinzas, com risco mínimo a zero de contaminação por vazamento de água. Requer água de escoamento insignificante e capacidade do sistema de reciclagem de água. Também reduz a necessidade de pó, pois a lama endurece, permitindo a reabilitação.

Outras medidas, como reutilizar a água para outras funções da planta e coletar água da chuva para tanques de cinzas, podem reduzir as necessidades de água. Em plantas que usam recirculação de água de cinzas, normalmente, 70% da água do tanque de cinzas pode ser recuperada e reutilizada no AHP.