SISTEMA PARA AUMENTO DA EFICIÊNCIA TÉRMICA DE USINAS TERMELÉTRICAS A RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS (LIXO) DE CICLO COMBINADO

IPC Classification

Abstract

SISTEMA PARA AUMENTO DA EFICIÊNCIA TÉRMICA DE USINAS TERMELÉTRICAS A RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS (LIXO) DE CICLO COMBINADO. Trata-se da adoção de um sistema de ciclo combinado consorciando-se turbinas ou motores a gás natural, ou similar, com turbinas a vapor gerado em caldeiras de recuperação alimentadas tanto pelos gases de escape dos motores ou turbinas como pelos resultantes da combustão dos resíduos (lixo). O sistema tem dois objetivos: aumentar a eficiência energética das usinas termelétricas a resíduos sólidos e/ou biomassa e evitar a corrosão nas caldeiras a vapor causada pelas altas temperaturas associadas aos ácidos corrosivos presentes nos gases da combustão dos resíduos. A corrosão que normalmente ocorre nos superaquecedores é evitada através do uso dos gases de exaustão limpos provenientes de motores ou turbinas a gás natural. Isto permite superaquecer o vapor a temperaturas muito mais elevadas do que seria possível com os gases sujos da combustão do lixo o que também aumenta o rendimento termodinâmico do ciclo de vapor e, por conseguinte da usina. Outro ponto onde acorre intensa corrosão em usinas lixo/energia é nas paredes de água em caldeiras no interior dos incineradores devido à proximidade da chama onde as temperaturas ultrapassam os 1.000 C e os gases estão à baixa velocidade, devido ao requisito de 2 segundos acima de 850 C para eliminação dos poluentes, sendo necessário proteger os tubos com películas de inconel além de refratários na região inferior do forno. Na patente solicitada a caldeira foi removida do forno e o evaporador recebe calor da mistura dos gases do incinerador com os gases provenientes dos superaquecedores resultando em uma temperatura máxima em torno de 700 C dos gases na região do evaporador, além da diluição das impurezas o que reduz ainda mais o potencial corrosivo. Como no interior dos tubos o vapor está saturado o metal está praticamente na mesma temperatura da água devido ao elevado coeficiente de convecção térmica característico do escoamento bifásico. A redução da temperatura dos gases assim como o aumento da sua velocidade, uma vez que os poluentes do lixo já foram destruídos no incinerador, permitir elevar a pressão do vapor com conseqüente aumento da eficiência mesmo com o uso de materiais convencionais no evaporador. A diluição das impurezas nos gases de combustão ocorre naturalmente como decorrência do processo.