Avaliação dos gases formados no processo de pirólise e pós-combustão de resíduo sólido urbano e cavaco de madeira

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014.A produção de resíduo sólido urbano nas cidades tem aumentado a cada ano, sendo este resíduo enviado para aterros sem o devido cuidado de separação, contribuindo com a poluição ambiental. O objetivo deste trabalho foi avaliar os gases emitidos (CO, NOx, SO2, BTEX e HPA) no processo de pirólise e pós-combustão de uma mistura de resíduo sólido urbano e cavaco de madeira (RSU+CM) em reator piloto. Inicialmente, foram feitos, em laboratório, ensaios de pirólise em forno mufla da mistura RSU+CM, com o objetivo de definir a temperatura ótima para reter todo o cloro da amostra de char. Na sequência, foram feitos os testes em escala piloto (processo de pirólise e pós-combustão), onde foram gerados dois produtos: o produto sólido ou char do processo de pirólise e pós-combustão e o produto gasoso. O produto gasoso foi encaminhado para a câmara de pós-combustão, onde foi queimado e liberado para a atmosfera. A partir das análises de caracterização da mistura RSU+CM foram encontrados valores de poder calorífico inferior de 22,39 MJ?kg-1 e superior de 23,93 MJ?kg-1, teor de cloro de 5,00 % e teor de matéria volátil de 75,98 %. Por meio do ensaio de pirólise em laboratório foram obtidos percentuais de cloro no char de 0,83, 2,78 e 5,00 %, nas temperaturas de 450, 400 e 300 °C, respectivamente. Visto que na temperatura de 300 °C todo o cloro da amostra ficou concentrado no char do ensaios de pirólise, optou-se em utilizar esta temperatura nos testes de pirólise no processo de pirólise e pós-combustão. Nestas condições, o char do processo de pirólise e pós-combustão apresentou teores de Al, Fe, Cl e As de 4,23, 2,18, 4,93 e 7,00?10-6 %, respectivamente. Além disso, as concentrações dos gases emitidos foram de (mg?Nm-3): 35,83 CO, 24,37 SO2, 106,84 NOx, 4,88?10-3 BTEX, e baixos teores de HPAs. Os valores encontrados ficaram abaixo dos limites de emissão permitidos, segundo as legislações USEPA, The Danish EPA, 17.BlmSchV e CONAMA 316/02.<br>Abstract : The production of urban solid waste in cities has increased every year, being this waste sent to landfills without the proper separation and contributing to the environmental pollution. The aim of this study was to evaluate the gases emitted (CO, NOx, SO2, BTEX and HPA) in the pyrolysis and post-combustion process (PP process) of a mixture composed by urban solid waste and wood chips (RSU+CM) in a pilot scale reactor. Initially, pyrolysis tests of the RSU+CM mixture were carried out in laboratory, in a muffle furnace, aiming the definition of the best temperature to retain the entire chlorine content in the char sample. Following this, there were made tests in a pilot scale reactor (process PP), where two products were generated: the solid product or char from PP process and the product gas. The gas produced was routed to the post-combustion chamber, where it was burnt and released to the atmosphere. From the characterization analysis of the RSU+CM mixture there were found a high heating value of 23,93 MJ?kg-1 and a low heating value of 22,39 MJ?kg-1, a chlorine content of 5,00 % and a volatile matter content of 75,98 %. By the laboratory pyrolysis test, there were found in the char sample chlorine percentages of 0,83, 2,78 and 5,00 %, at temperatures of 450, 300 and 400 °C, respectively. Since in the temperature of 300 °C the entire chlorine content in the sample was concentrated in the char of the pyrolysis test, it was decided to use this temperature in the pyrolysis step of the pyrolysis and post-combustion process. In these conditions, the char sample from the PP process presented contents of Al, Fe, Cl and As of 4,23, 2,18, 4,93 and 7,00?10-6 %, respectively. Furthermore, the concentration of the emitted gases were (mg?Nm-3): CO 35,83, 24,37 SO2, 106,84 NOx, 4,88?10-3 BTEX, and low contents of PAHs. These values were lower than the allowed emission limits, according to the legislations USEPA, The Danish EPA, 17.BlmSchV and CONAMA 316/02