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Controlo de Emissões

Pirólise & Gaseificação

A pirólise e a gaseificação são processos de decomposição térmica. A pirólise ocorre na ausência completa ou quase completa de oxigénio, levando à produção de produtos sólidos, líquidos e gasosos, enquanto a gaseificação ocorre na ausência parcial de oxigénio, produzindo principalmente gás de síntese (syngas). Ambos os processos podem converter materiais orgânicos em produtos valiosos e podem ser usados para produção de energia.

Aplicações incluem:

Produção de Biochar: A biomassa é decomposta termicamente em um ambiente com limitação de oxigénio para produzir biochar, utilizado para melhorar o solo e a captura de carbono, melhorando a saúde do solo e reduzindo gases de efeito estufa.

Carvão Ativado: Materiais orgânicos são processados para produzir carvão ativado, que tem uma alta área de superfície e é utilizado para purificação de água, filtração de ar e em aplicações médicas.

Resíduos para Minerais: Processos como a pirólise de lodo de papel recuperam minerais valiosos, como o carbonato de cálcio, que podem ser reutilizados em produtos de consumo, reduzindo o desperdício e promovendo iniciativas de reciclagem.

Resíduos para Energia: Converte resíduos municipais e industriais, incluindo lodo de esgoto, farinhas de carne e ossos e outros resíduos animais e florestais, em syngas ou bio-óleo ricos em energia, reduzindo o uso de aterros e gerando energia renovável. Subprodutos animais podem ser transformados em carvão esterilizado e rico em nutrientes, utilizado como fertilizante ou como combustível renovável.


O Papel dos Ciclones nos Processos de Pirólise & Gaseificação e Captura de Carbono

BECCS
- Bioenergia com Captura e Armazenamento de Carbono: é o processo de usar biomassa para produção de energia através de pirólise e gaseificação com muito baixo O₂, capturando o carbono em forma sólida antes de ser liberado na atmosfera.

A despoeiramento após estes processos de alta temperatura é uma aplicação muito boa para ciclones, pois estes podem separar material particulado (PM) de correntes de ar muito quente com baixa queda de pressão, tempo de inatividade insignificante e baixo CAPEX e OPEX.

Além disso, o CO₂ nos gases de combustão pode ser capturado por vários meios alternativos, como a injeção de sorventes sólidos, por exemplo, cal hidratada ou óxido de cálcio (CaO). O produto da reação entre CO₂ e CaO, conhecido como "carbonatação", é carbonato de cálcio (CaCO₃) e os ciclones são ideais para capturá-lo.
 
PIRÓLISE DE METANO

Pirólise de Metano: é um processo onde o metano é decomposto termicamente em altas temperaturas sem oxigénio para produzir hidrogénio limpo e carbono sólido separado com ciclones. Esta tecnologia é vista como uma ponte para um futuro com baixo CO₂, permitindo a produção de energia limpa em larga escala. O subproduto de carbono sólido pode ser usado em várias indústrias, compensando emissões de projetos de obras públicas e contribuindo para um ambiente mais sustentável. O metano do gás natural ou biogás é convertido, reduzindo as emissões de CO₂ e apoiando os sistemas de energia do futuro sem emissões diretas de CO₂.
Para essas correntes de exaustão de muito alta temperatura (>600ºC), a disposição geral das plantas inclui ciclones e/ou filtros cerâmicos aquecidos seguidos por permutadores de calor, após os quais filtros de saco tradicionais ou scrubbers são usados como despoeiradores finais.
 
O separador primário de alta temperatura, tipicamente um ciclone, precisa reduzir a cinza e recuperar o produto à base de carbono. Uma boa eficiência é importante para o rendimento do produto e para diminuir a concentração de sólidos nos despoeiradores finais, evitando o entupimento dos scrubbers e danos nos filtros. Filtros cerâmicos são uma opção, mas apresentam uma queda de pressão considerável, tipicamente até 300mm w.g., aumentando gradualmente devido ao entupimento dos poros. A durabilidade a longo prazo e o risco de rachaduras (principalmente durante a limpeza) dos elementos também são críticos.

Em baixas temperaturas, os filtros de saco tradicionais implicam a troca frequente de sacos e muitas vezes perturbam a continuidade da produção de syngas com a necessidade de limpar os elementos filtrantes. Filtros de saco implicam custos operacionais e podem levar a paradas de produção.

Os clientes exigem uma pré-separação robusta e eficiente em alta temperatura na fase inicial, acoplada a um sistema de despoeiramento final extremamente eficiente localizado a montante do motor ou da caldeira de recuperação, caracterizado por baixos custos operacionais (OPEX).

Para atender a essas necessidades, a ACS oferece soluções como ciclones quentes posicionados imediatamente após o gasificador e ciclones de alta eficiência como alternativas aos scrubbers e filtros de saco, especialmente adequados quando as correntes de gás têm baixas concentrações de partículas.

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