madeira como combustível & secagem de cavacos de madeira
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Madeira como Madeira como CombustívelCombustível
&&Secagem de Cavacos Secagem de Cavacos
de Madeirade Madeira
Porque usar madeira como combustível?
- uma fonte de energia renovável, cresce convertendo energia solar.- deixando a madeira se decompor ela libera tanto dióxido de carbono (CO2) como quando é queimada. madeira é, portanto neutra de CO2 como um combustível.- principalmente fontes de energias produzidas localmente. independência de combustíveis exportados.- distâncias de transporte são normalmente relativamente curtas.
Madeira como combustível
- quantidade de carbono = 50%, quantidade de nitrogênio = 6%.- cinza ≤ 1% (normalmente) - alto conteúdo volátil (=80~85%) chamas longas, tamanhos maiores de fornalhas.- valores de aquecimento da madeira em média = 19MJ/kg = 5,3kWh/kg- diferentes formas de combustíveis de madeira, ex: cavacos de madeira e pellets, briquetes, serragem, cascas, etc.
Madeira como combustível
- umidade diminui o poder de aquecimento.- a quantidade de umidade presente na madeira no momento de sua extração é de 50% (peso total).- para evaporar 1 kg de água é preciso aproximadamente 2,5MJ/kg H2O (0,8 kWh/kg H2O) - ex: 2 kg de cavacos de madeira contém 50% de umidade = 1 kg de matéria seca + 1 kg de água. valor de aquecimento líquido = (19 - 2,5) MJ = 16,5MJ 8,25 MJ/kg de combustível.- a quantidade de umidade afeta grandemente o valor de aquecimento líquido do combustível de madeira (veja tabelas 1 & 2)
Valor líquido de aquecimento da madeira
Quantidade de umidade
%
por kilo de combustível
MJ/kg kWh/kg
0 19,0 5,3
10 16,9 4,7
20 14,7 4,1
30 12,6 3,5
40 10,4 2,9
50 8,2 2,3
60 6,1 1,7
Quantidade de umidade
%
kWh/soltos-m³
10 940
20 920
30 890
40 850
50 800
Tabela 1 – Valor de aquecimento líquido da
madeira na média.
Tabela 2 – Valor de aquecimento líquido de 1m³ de
cavacos de madeira soltos, material seco pesa 180 kg
Caldeiras de pequena escala vs. Quantidade de umidade
- Na prática o efeito de aquecimento de caldeiras de pequena escala diminui ainda mais.- A eficiência total da caldeira (veja figura1) diminui rapidamente quando a quantidade de umidade aumenta (testes de caldeira são feitos normalmente com combustível que contém 30% ou menos de umidade/água) - A quantidade de umidade diminui a eficiência da conversão em energia e aumenta as emissões gasosas (combustão incompleta).- Quando usar combustíveis secos a caldeira fica mais limpa, defeitos e necessidade de manutenção diminuem tempo útil aumenta.
10 20 30 40 50 60
Quantidade de umidade vs. Eficiência da caldeira- Figura 1
A eficiência média de uma caldeira de 50kw com cavacos de quantidade de umidade diferente
8090
70
6050
40
Taxa d
e e
fici
ênci
a [
%]
Quantidade de umidade dos cavacos [%]
Exemplo de caldeira de pequena escala
- Nós podemos calcular a quantidade de calor que nós conseguiremos de 1m³ solto de cavacos de madeira com duas quantidades diferentes de umidade usando a caldeira do slide anterior:a) cavacos: quantidade de umidade 50%, valor de aquecimento líquido = 800kwh/m³ solto, eficiência da caldeira: n = 62%b) cavacos: quantidade de umidade 30%, valor de aquecimento líquido = 890kwh/m³ solto, eficiência da caldeira: n = 78%a) Ecalor = 0,62 x 800kwh = 500 kWhb) Ecalor = 0,78 x 890kwh = 700 kWh
Você ganha 40% a mais de energia de aquecimento!
Secagem de cavacos de madeira
- Secagem tradicionalÁrvore inteira ou pilha de cavacos
Em área aberta ou cobertos- Secagem artificial/forçada da madeira (normalmente uma hélice é utilizada para produzir uma corrente alta de ar para secagem)
Ar de secagem não aquecidoAr de secagem aquecido, ex: energia solar,
energia de caldeira a vapor, energia de gás de combustão.