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BRASIL BIOMASSA

TORREFAÇÃO BIOMASSA EENERGÉTICA 

Soluções na área de projetos de torrefação de biomassa florestal, industrial e agroindustrial para produção de energia.As atividades da Brasil Biomassa incluem os serviços especializados em estudos de viabilidade técnica e econômica, do plano estrutural de negócios e do planejamento estratégico para a implantação de uma unidade industrial de torrefação da biomassa com alto poder energético.  Atua também no desenvolvimento dos relatórios técnicos e administrativos necessários para a implantação da unidade com o uso de equipamentos produzidos no Brasil e na Alemanha.

 

A torrefação da biomassa tem um alto poder de energia (calorífico) e uma baixa umidade. Na Europa é utilizada para a queima industrial com o carvão numa proporção de 50% á 80%.  Pela torrefação ocorre um aumento energético da biomassa  gerando uma economia de transporte e armazenamento bem como uma redução na umidade do produto menos de 1,5%.  Buscamos contribuir para o desenvolvimento social, econômico e ambiental, por meio da utilização responsável dos recursos naturais renováveis para a geração de energia.

 

O Brasil possui alto potencial de biomassa florestal e industrial  devido às suas grandes extensões de terra que possibilitam um alto volume de produção de madeira. A cadeia produtiva da madeira gera uma grande quantidade de resíduos se considerarmos os processos de transformação primário, secundário e terciário que, se não tratados adequadamente, podem gerar diversos problemas ambientais.


O aproveitamento da biomassa florestal e industrial, como fonte de energia renovável, pode revelar-se numa oportunidade de valorização do mundo rural, com melhoria da gestão das explorações, na criação de empreendimentos energéticos com o uso dos resíduos florestais e industriais tendo em vista o desenvolvimento de um cluster ligado às energias renováveis.  

 

  A energia proveniente da biomassa, apresenta um conjunto importante de vantagens de natureza tão diversa como a redução da emissão de gases com efeito de estufa, o aumento da diversidade de oferta de energia, a produção de energia sustentável a longo prazo, a criação de oportunidades de emprego, o desenvolvimento econômico local e a diminuição das importações de combustíveis fósseis convencionais.  Os produtores de energia e calor (centrais termoelétricas e de biomassa e as indústrias com caldeira) no Brasil e no exterior tem um grande interesse na utilização da biomassa como uma fonte de energia (substituição dos combustíveis fósseis).

 

A biomassa pode apresentar diferenças consideráveis nas suas características físicas, químicas e morfológicas. Esta matéria-prima possui uma densidade energética relativamente baixa quando comparada a um combustível fóssil, e por conseguinte para fornecer a mesma energia é inevitável a utilização de uma maior quantidade de biomassa. 


O teor de umidade da biomassa é relativamente elevado o que favorece a sua biodegradabilidade.  A utilização da biomassa apresenta ainda as seguintes vantagens: Grande quantidade e diversidade de insumos disponíveis (florestal, agrícola e industrial).  Florestas mais atrativas e o desenvolvimento florestal energético.  Disponibilidade praticamente em todas as regiões do país.  Baixo custo do material e o Aproveitamento sustentável dos resíduos florestais.  Grande número de técnicas para aproveitamento dos resíduos na transformação de energia térmica, já desenvolvidas no mundo.  Balanço positivo de CO2 (a biomassa florestal fixa mais CO2 do que liberta na queima).  Diminui o risco fitossanitário e de incêndio florestal.  Aumenta a segurança do aprovisionamento energético do Brasil e uma fonte de participação nos leilões energéticos.  Energia armazenável. Transformar em energia junto da produção/consumo.  Gera novas riquezas (investimento e emprego). Entretanto, existem alguns fatores que dificultam o uso da biomassa como uma fonte de energia e de calor:
1. A biomassa tem um elevado custo de transporte (frete rodoviário e transporte marítimo) e de armazenamento, devido à sua baixa densidade energética e à natureza de absorção da umidade do produto.
2. A biomassa tem uma ótima propriedade para co-geração de energia (fonte renovável e baixa emissão de carbono).

 

Mas tem um poder energético (elevada umidade) baixo (relação aos combustíveis fósseis) são necessários maiores investimentos (compra grande quantidade de matéria-prima) nas instalações industriais. A torrefação pode ser definida como um processo de pré-carbonização, o qual se desenvolve justamente na fase endotérmica da pirólise, entre 250-280ºC. Nestas condições é degradada a hemicellulose, sendo removida a umidade, o ácido acético, frações de fenol e outros compostos de baixo poder calorífico. Deste processo, resulta um material intermediário entre a biomassa e o carvão, com altos rendimentos energéticos.
O objetivo fundamental da torrefação é concentrar a energia da biomassa em um produto formado em curto tempo, baixas taxas de aquecimento e temperaturas moderadas, permitindo reter os voláteis de maior poder calorífico no próprio produto.


A torrefação reduz os custos de utilização da biomassa nas usinas de co-geração de energia (evitam despesas de capital adicional de armazenamento e transporte e para o processamento de biomassa residual com alto teor de umidade e baixo poder calorífico).  A torrefação é um tratamento térmico da biomassa que produz um combustível com melhores características energéticas. 
A torrefação da biomassa tem um alto poder de energia (calorífico) e uma baixa umidade. Na Europa é utilizada para a queima industrial com o carvão numa proporção de 50% á 80% (maior incineração e geração de energia). 


Pela torrefação ocorre um aumento energético da biomassa  gerando uma economia de transporte e armazenamento bem como uma redução na umidade do produto final para menos de 1,5% com um poder energético próximo ao carvão. 


Por causa de seu baixo teor de umidade (abaixo de 1,5%) os custos de transporte (rodoviário, ferroviário e marítimo) tem um custo menor. Biomassa (pellets) torrificada tem elevado poder energético e um preço mais promissor no mercado (venda como um combustível energético). Esta importante tecnologia está sendo implantada na Alemanha e França e agora no Brasil.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vantagens da Biomassa Torreficada. Torrefação de biomassa tem três vantagens imediatas sobre a biomassa não tratada:
1. O valor do poder calorífico (energia) aumenta de forma a considerável com o processo industrial de torrefação.
2. A biomassa torreficada é mais fácil para ser triturada em caso de uma industrialização ou compactação na forma de pellets ou briquetes com alta densidade de energia volumétrica (energia por unidade de volume).
3. As propriedades físico-química da biomassa torreficada tais como durabilidade, homogeneidade e comportamento hidrofóbico tem uma melhora considerável enquanto a atividade biológica é fortemente reduzida. 

 

Biomassa torreficada um produto altamente energético. Torrefação é um processo industrial utilizado para produzir produtos de alta qualidade sólida (biomassa, pellets ou briquetes torreficados com alto poder energético). No uso energético a diminuição da higroscopicidade garante melhores desempenhos em geração de energia térmica, pois não há gasto energético para evaporação da água, além da inexpressiva absorção de umidade do ambiente que ela passa a ter, o que permite o armazenamento do combustível por períodos mais longos. A diminuição das propriedades mecânicas reflete-se no aumento da friabilidade que é a propriedade da madeira em gerar finos (pó). Há uma diminuição da resistência mecânica que torna a madeira torrificada mais quebradiça e há a conseqüente formação de finos. 


A queima de madeira em forma de finos é mais eficiente, pois há um aumento da superfície específica do combustível o que provê melhores condições para transferência de calor; várias partículas têm maior superfície específica somadas que uma peça única de madeira. Durante o processo de torrefação, a biomassa perde água e uma parte do seu teor de voláteis, tornando-se seca e mais escura.  A biomassa torrefeita é mais hidrofóbica, tem um poder calorífico mais elevado, e sofre uma redução de volume de 30 %, mantendo cerca de 90% do seu conteúdo energético comparativamente à biomassa original.    Os usos energéticos mais promissores da madeira torreficada vão desde o uso doméstico aquecimento até o uso industrial para fusão de metais ou geração de energia elétrica.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Características químicas da torrefação. As características da madeira torrificada variam principalmente em função da temperatura e do tempo de processamento.   A padronização das características da madeira torrificada faz dela um combustível altamente competitivo.  A torrefação é um tratamento térmico a temperaturas relativamente baixas (225 – 300°C) que visa produzir um combustível com maior poder energético pela decomposição das hemiceluloses. A madeira como um todo começa a sofrer degradação térmica (alteração estrutural além da perda de água) propriamente dita a partir de 180°C com a liberação de dióxido de carbono, ácido acético e alguns compostos fenólicos.

 

Características mecânicas da torrefação. A temperatura final e o tempo de reação interferem significativamente nas propriedades mecânicas da madeira.  A diminuição da resistência à compressão está diretamente relacionada ao aumento do tempo e da temperatura do tratamento térmico, sendo que a temperatura é mais influente. Balanço de massa e energia da torrefação. Em uma torrefação típica, 70% da massa permanecem como produto sólido com 90% da energia inicial e 30% são formados por gases que contêm apenas 10% do conteúdo energético da biomassa. O processo de torrefação apresenta um rendimento gravimétrico médio de 75%, com 55 a 60% de carbono, 5 a 5,5% de hidrogênio, 0,1 a 0,2% de nitrogênio e 35 a 38% de oxigênio na composição elementar.  Com um poder calorífico de 5.200 a 6.000 kcal/kg (22.000 a 25.000 kJ/kg), a madeira torreficada situa-se entre a madeira anidra (4.600 kcal/kg) e o carvão (6.500 kcal/kg). A madeira torrificada retém 70% a 90% da massa inicial, diminui de 80% para 60-75% seu teor de matérias voláteis e de 10% para 0-3% seu teor de umidade.

 

Utilização da biomassa torreficada. A utilização direta de biomassa torreficada em grande escala e em pequena escala de aquecimento industrial, queima em unidade de co-geração e termoelétrica e para o aquecimento doméstico. Utilização no processo de combustão com o carvão para a produção de aço. O alto teor de carbono fixo da madeira torrada apresenta potencialidade para ser aplicada como redutor na indústria metalúrgica.  Num forno para a produção de silício, processo que requer de redutores de alta resistência mecânica, indicaram que a madeira torrada comportou-se mais eficiente. Devido ao alto grau de padronização da madeira torrada, o uso gaseificadores facilita a regulação e otimização.  Apesar da madeira torrada possuir menor valor energético específico que o carvão , seu uso é mais conveniente pois a madeira torrada é menos friável o que evita a formação de pó e portanto o gás obtido é mais limpo. 

 

Combustível industrial e doméstico: Pelas características da biomassa torrada esta apresenta-se como um ótimo combustível, tanto em nível industrial como doméstico. O fato de possuir baixas emissões de fumaças durante a combustão, além de poder ser estocada por longos períodos, facilita o uso em churrasqueiras e fornos a lenha. Destacamos algumas aplicações para este produto: como um combustível de uso doméstico (lareiras, fogueiras, etc.) por possuir baixas emissões de fumaça durante a combustão, de uso industrial em caldeiras para a produção de vapor, uso como redutor em processos metalúrgicos devido ao seu alto teor de carbono fixo e uso em gaseificadores, pois sua padronização facilita a regulação e a otimização do processo de gaseificação. Em nível industrial a biomassa torrada, pode ser utilizada em grande escala para a produção de eletricidade na queima em caldeiras para a produção de vapor. 


Para o mercado interno de produção de energia. Os principais inconvenientes da utilização de resíduos lenhosos e biomassa para a produção de energia são a baixa densidade energética, as dimensões variadas, a alta umidade e o grande volume, demandando grandes áreas de estocagem e dificultando seu transporte.   Com a biomassa passando pelo processo de torrefação excluem-se todos os problemas acima. Quem produz biomassa torreficada tem um melhor retorno ao seu investimento pois tem um produto energético com uma densidade menor e uma unidade baixa facilitando o transporte e o armazenamento.  Quem consome a biomassa torreficada tem um produto com elevado poder calorífico para geração de energia e um custo baixo em termos de eficiência energética na caldeira industrial e no armazenamento final.

 

Para o mercado de exportação ou de consumo de energia. Por regras fitosanitárias internacionais, a biomassa não pode conter nenhum tipo de biodegradação (fungos). Não é possível a exportação de uma biomassa no Brasil com a matéria-prima tendo casca (passar por processo de tratamento térmico encarecendo o produto final). Existe o problema da venda internacional pelo BDMT (produto vendido a base seca). E os custos de transporte internacional é mais elevado (produto baixa densidade e elevado teor de umidade). Tudo isto vem dificultar o desenvolvimento deste promissor mercado de produção e exportação de biomassa no Brasil. Para evitarmos todos os problemas acima somente com a produção da biomassa torreficada (processo industrial de aquecimento da biomassa em altas temperaturas para diminuição da umidade e a polimerização com a decomposição da hemi-celulose) um produto de característica próxima ao carvão (bio-coal) com o caráter ecológico e renovável. 

TORREFAÇÃO BIOMASSA

BRASIL BIOMASSA E ENERGIA RENOVÁVEL

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