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II CONGRESO NACIONAL DE LACAÑA DE
AZÚCAR Y SUS DERIVADOS
GUAYAQUIL, ECUADOR
ARÁMETROS DEL VA OR,
EFICIENCIA Y CONTROL DEEMISIONES EN CALDERAS A
BAGAZO
Prof. Dr. Electo Edurdo S!l"
LorU#!"er$!dd %ederl deIt&u'()RASIL
Núcleo de Excelência emGeração Termelétrica e
Distribuída
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*+!co$• Disponibilidad y características del bagazo y la paja de caña.
• Parámetros típicos del vapor en centrales azucareros ydestilerías modernas.
• Combustión y efciencia. Características constructivas de lascalderas.
• Características constructivas de las calderas.
• Pruebas de balance térmico.
• ptimización de la temperatura de los gases de escape.
• !misiones en calderas a bagazo. "ormas# $ecnologías de control
de emisiones#• %esultados de la evaluación de efciencia de separadoresindustriales de partículas.
• &verias y desper'ectos mas 'recuentes en calderas a vapor parabagazo#
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“Disponibilidd !"#"$%#&s$i"sd%l b'(o ! lp) d% "*+
Núcleo de Excelência em GeraçãoTermelétrica e Distribuída
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(
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5
DISPONII!ID"D DE !" P"#" E $"%"
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6
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Características 'ísico)*uímicosdel bagazo y la paja de caña
• a análise *uímica elementar#
• a composi+,o técnica apro-imada#
• o poder calorífco#
• a composi+,o granulométrica#
• a composi+,o das cinzas.
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8
Composição elementar do combustível
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9
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13
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ompos + o granu om r ca m a eamostras de baga+o com e-tra+,o
realizada através de moendas e
di'usores
(osa!"rnao# 200$%&
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15
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“Cob-s$i.n/
'cleo de )*cel+ncia em ,eração-ermel.trica e /istribuída
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&O!"TI!ES EN $O'(STION ) G"SES*+ , DE! "G"-O
$".ONO /I#O EN $O'(STION ) SO!IDOS0+ , DE! "G"-O
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19
"I.E SE$(ND".IO
c
c c
") )C'/"
"I.E P.I'".IO
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DIST.I(I12O ". 3 G"SES P!"NT"DIST.I(I12O ". 3 G"SES P!"NT"
P.4 ". DE "!T"P.4 ". DE "!T" P.4 ". DE "I5"P.4 ". DE "I5"
O&E./I.EO&E./I.E
". 6(EI'"". 6(EI'"S(SPENS2OS(SPENS2O
". 6(EI'"". 6(EI'"S(SPENS2OS(SPENS2O
O&E./I.EO&E./I.E
". P.I'7". P.I'7
" .
S E $ ( N D 7 . I O
" .
S E $ ( N D 7 . I O
" .
S E $ (
N D 7 . I O
" .
S E $ (
N D 7 . I O
" .
E S P " . G I ' E N T O
" .
E S P " . G I ' E N T O
')4 )-# -"# 200$
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• Fornalhas de queima em suspensão:
Fornalha de vórtex vertical ou de jatos tangenciais
• 7reparo pr.vio de combustíveisslidos#
• combustível pulveriado .soprado com o ar prim:rio&
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/ull combustion reaction
• ,roup 1; Complete o*idation products<
• ,roup 2; )*cess air<
• ,roup 3; ,as and solids products resultin= >rom
uncomplete combstion<
• ,roup ?; @ineral non combustivel >raction ("sAes%&
C B "r (C2 B 2 B D2% B ('2 B 2% B (C B D2 B CD? B Euli=em% B Cinas
1 2 3 ?
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0n"opl%$% Cob-s$i.n
1C-s%d b! l"2 o3 i#
1 P#%s%n"% o3 CO, 45 ! C46 in $7%"ob-s$ion 's%s8
1 E9is$%n"% o3 p#$i"l%s :i$7
"onsid%#bl% o-n$ o3 nonb-#n%d "#bon ;soo$ o# “bl"2so2%/<8
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mportant concepts related FitA combustion
Stoichiometric or theoretical combustion
( ) 00311 g a V V fuel of Nmor kg →+
Real combustion
( ) aa V V fuel of Nmor kg →+311
It is evident that0
aa VV >
Excess air coeicient
0
a
a
V
V =α
Solid uels !"0#30 $%&
'i(uid uels !)#10 $%&
*aseous uels !"#+ $%,
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2$
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-o determine the com.osition o the .roducts o the combustion& and to
dis.ose o data or the calculation o the coeicient o excess o air& gas
anal/ers are used,
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“Cld%#s/
'cleo de )*cel+ncia em ,eração-ermel.trica e /istribuída
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Caldeira industrial aGuotubular H combustível ba=aço de cana
/ia=rama de instrumentação e controle
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tendendo 2 ora motri de circula4o do
luido de trabalho,
5rinc6.io da circula4o natural,
• /e circulação natural<• /e circulação >orçada<• /e circulação contínua,
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tendendo 2 organia4o do ornecimento de ar e exaust4o
dos gases de combust4o
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!s*uema de uma caldeira devapor para biomassa.
7 t 6 ti 7 t ti d S 6 i d i t
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7aracter6sticas 7onstrutivas das Su.er6cies de (uecimento
alão superior
E t d t d d d : t i t b l t d
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Eoto de parte da parede de :=ua traseira com tubos aletadosda caldeira "!50!6,!) (C"I/)@"# 2001%
d ti (C"I/)@"%
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uperaGuecedor convectivo (C"I/)@"%
t d
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tem.eradores
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"temperador
Jenturi
Condensador
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abricantes de caldeiras a baga+o no /%&0123 !451P&2C2
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abricantes brasileños de calderas 3 6P/70!%8&$!C
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abricantesbrasileños decalderas 3
C&2D!8&Caldeira tipo "!$0!$,!)
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)sGuema de uma caldeira a vapor moderna para biomassa com capacidade de 210tKA de vapor&arLmetros são 6#6 @a e 520MC (Caldeira tipo "!$0!$,!) da Caldema)Guipamentos ndustriais Itda%&
Caldeira suspensa ou pendurada com =relAa do tipo pinAole# ou seNa# =relAa inclinadae apoiada sobre os tubos evaporadores do piso da caldeira# com $ seçOes de=relAado& )sta caldeira possui um superaGuecedor prim:rio e secund:rio# com passenico no >ei*e convectivo# pr.!aGuecedor de ar prim:rio e secund:rio e umeconomiador aletado&
V! t l t l d ld !
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V!$t lterl d clde!rAPU-/
abricantes brasileños de calderas 3 C&2D!8&
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abricantes brasileños de calderas 3 C&2D!8&
SE.'"TE$
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SE.'"TE$
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=o7n T7opson
Á3#i" do S-l>Indi
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!s*uema lógico da
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!s*uema lógico dadetermina+,o da efci9ncia em
caldeiras
D t i , d f i9 i
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Determina+,o da efci9ncia em
caldeiras pelo método direto e indireto.
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!s*uema das perdas.
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i i8 i d i i l i d t di 9 i d
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eici8ncia& segundo a .rimeira lei da termodin9mica& .ode
ser calculada de duas maneiras:
• 5or balano direto& calculando#se a eici8ncia a .artir de:
t
;tilc
57I
<=η
• 5or balano indireto& calculando#se a eici8ncia a .artir de:
t
=
"i
i
t
c
57I
<57I ∑=
−
=η
>u ainda& como:
( )=+?3"c (((((1 ++++−=η
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Ste0 )o!lerClcult!o#$ -S)C
P ma=em de catalo=o da D
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Deter0!#c!+# de l te0ertur ot!0 delo$ 1$e$ de e$ce
r l!cc!o#e$ de co1e#erc!+#
Caldera original Caldera modifcada
P )sGuemas ori=inais cedidos pela C"I/)@"
Abo#d)%s d%l p#obl%
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Abo#d)%s d%l p#obl%
• Considerado el costo incremental anual deoperación de la caldera :abordaje 1;
• Comercialización del e-cedente de electricidad:abordaje 11;.
E$to$ re$ultdo$ d# re$ue$t lre1u#t $o're cul $er! l 0et de
e2c!e#c! r l$ clder$ '13ocold$ $!$te0$ de l co1e#erc!+#0oder#o$, lo 4ue co#$t!tu5e el o'&et!"or!#c!l de e$te tr'&o.
Es?-% d% disposi"i.n d% lss p%#3i"i%s d% "l%n$i%n$o
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s-p%#3i"i%s d% "l%n$i%n$o
Es?-% $@#i"o d% l pln$ d% "o'%n%#"i.n
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Es?-% $@#i"o d% l pln$ d% "o'%n%#"i.n"on los #%s-l$dos ob$%nidos
-$ili(ndo %l so3$:#% G$%1C!"l%.
R%l"i.n %n$#% l %3i"i%n"i d% l "ld%#
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R%l"i.n %n$#% l %3i"i%n"i d% l "ld%#! l $%p%#$-# d% los 's%s d% %s"p%
D%p%nd%n"i d%l "os$o n-l d%op%#"i.n d% l "ld%# "on l
RES0LTADOS
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op%#"i.n d% l "ld%# "on l$%p%#$-# d% los 's%s d% %s"p% d%
l "ld%# p# -n p#%"io d%l"ob-s$ibl% d% R>$
RES0LTADOSABORDA=E I
D%p%nd%n"i %n$#% l $%p%#$-#$i d l d
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op$i d% los 's%s d% %s"p%d% l "ld%# ! %l p#%"io do b'(o
RES0LTADOSR%l"i.n %n$#% %l VPN !l $%p%#$-# d% los 's%s d% %s"p%
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RES0LTADOSABORDA=E II
p ' pp# "-$#o op"ion%s d% odi3i""i.n"ons$#-"$i ! -n p#%"io d% "o%#"ili("i.n d% l %l%"$#i"idd %9"%d%n$% d% 5 R>M7
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PRUE)AS E6 CALDERAS
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1%!D 0$!&8 <!"!%&$%
P!%%8&"C! $!0$ CD!0
&08! P$C ()=>>?
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)>>c
$5Q
G?
?Q
G5
2QG3
?Q
G215Q
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“EMISIONES YS0 CONTROL+
Núcleo de Excelência em GeraçãoTermelétrica e Distribuída
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$9
Particulates and NOx
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."-I!I"N ST"ND".DS E'ISSIONS !I'ITS
Nominal
ThermalCapacity, MW
Polluting emissions
(mg/Nm3 @ 8% !"
ParticulateMaterial # PM
N$ (N!"
&' !8' n.
)&' an *+ !3' 3+'
) *+ !'' 3+'
BRAZIL (CONAMA, Resolution Nov. 2005 – Aproved Limits orsu!"r#"ne $"!"sse $oilers%
&"rti#ul"te M"teri"l 'missions Limits or u!"r#"ne B"!"sse Boiler)
*20 m!+Nm
(C'-'B&Br"/il%
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81
Deposi+,o no $rato
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82
Deposi+,o no $rato%espiratório
@ Aµm3 mucosasnasais
B)Aµm3 tra*uéia#brn*uios ebron*uíolos
Bµm3 alvéolos
%A*ORES DE E6ISS7O PARACALDEIRAS A )AGA8O
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83
CALDEIRAS A )AGA8O
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8?
FE#5EEici8ncia de remo4o@
FE
)000#"00Eici8ncia de remo4o@)000
Eici8ncia de remo4o@AB&+$
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85
C"r"#teri/"tion o &"rti#ul"te M"tter
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86
'missions
ever"l C"r"#teristi#s) oa. -ie Particle istri0ution. Chemical, Physical an 1eometrical Properties.
&"rti#le Lo"d $eore sep"r"tor)
+,+'' to 2,+'' mg/Nm3 or moern 0oilers
8,+'' mg/Nm3 or ol 0oilers
our#e) Campanari, 4.N., !''2 (Personal communication"
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8$
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88
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89
SEP"."DO. $I$!ONI$O 8INE.$I"!9
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90
SEP"."DO. $I$!ONI$O 8INE.$I"!9
'(!TI$I$!ONES
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91
Iavador de =:s tipo torre de nebuliação desenvolvidopelo C-C
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92
pelo C-C
P.E$IPIT"DO. E!E$T.OST7TI$O
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93
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9?
/ormação dos NO
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95
/ormação dos NOx
8'étodos :re;enti;os9
NOx
" :artir donitro<êniodo ar
" :artir donitro<êniodo
combustí;el
NOx do combustí;el
NOx r=:idos
NOx térmicos
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96
8!D1C1"!0 !"
C&2D!%&0 & /&<&EP&%$1C52&D0
'1perien#es o te N'-sR 3
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Rese"r# 3roup
'1perien#es o te N'-sRese"r# 3roup
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Rese"r# 3roup
&"rti#ul"te M"teri"l Me"ssurement
'1perien#es o te N'-s Rese"r# 3roup
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Rel"tionsip $et4een te NO1 #on#entr"tion "nd Air '1#essdurin! su!"r#"ne $"!"sse #om$ustion
our#e) Tei$eira, 5.N. an ora, 6.6.-., !''7
C"s#"de Imp"#tor6
C"r"#teri/"tion o &"rti#ul"te M"teri"l 'missions
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C"s#"de Imp"#tor
M, 7m"ss8 A##umul"tive dpi 7 m8
*.' *.' 3.'*.+ &7.+ 7.'
&3.' !*.+ *.+
&2.' 73.+ &+.'
&!.' ++.+ !+.'
8.' 23.+ 3+.'
*.' *'.+ 7+.'3.' *3.+ ++.'
!.' *+.+ 2+.'
+.' 8'.+ *+.'
!.' 8!.+ 8+.'
!.' 87.+ +,'
&+.+ &'' &''
The results rom an impactor measurement can 0e e$presse ashistograms or as Particle Pro0a0ility ensity 5unctions. 5or the particlepro0a0ility ensity unctions iscrete 9alues are o0taine rom theimpactor measurement ata an the accumulati9e istri0ution
unction.
Mill A) 'missions d"t" "ter 4et s#ru$$er
C"r"#teri/"tion o &"rti#ul"te M"teri"l 'mission
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sep"r"tor (pr"9 -o4er%
Mill B) 'mission d"t" "ter multi#9#lone
C"r"#teri/"tion o &"rti#ul"te M"teri"l 'mission
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sep"r"tor
:"t to do;
300 mgCDm3
+000
mgCDm3 POR0E LOS
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103
a% ulticiclone
100 mgCDm3+000
mgCDm3
% 'avador
+0 mgCDm3+000
mgCDm3
c% 5reci.itador electrosttico
+0 mgCDm+000
mgCDm3
d% ulticiclone G .reci.itador electrosttico
RES0LTADOS REALESSON TAN DIFERENTES
DE ESTOSH
P#obl%s d% dis%*o
C#"$%#&s$i"s d% ls"%ni(s
P#obl%s op%#"ionl%s;%#osi.n ! "o##osi.n<
C"r"#teri/"tion o <ierent <ust Colle#tion 9stems
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10?our#e) inero 5. (Personal communication" an these authors (!''*"
Figure 6 - Concentration of particulates measured on various dust collection systems
at TPSC – vol ! "#
AVERIAS 6AS
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%RECUEN*ES EN
CALDERAS A )AGAZO
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')4 )-# C)'C"R"# 2003
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alFa num tubo da parede da 'ornalFa devido
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alFa num tubo da parede da 'ornalFa devidoa corros,o das cinzas
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')4 )-# -"# 200$
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7/23/2019 Caldeiras a Bagazo
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@ucAas =racias
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