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Incineração do Lixo Municipal e Hospitalar

A incineração do lixo pode ser adaptada à destruição de uma grande variedade de resíduos. Isso inclui, mas não se limita a, resíduos domésticos, muitas vezes referidos como resíduos municipais, resíduos industriais, resíduos médicos, esgoto, solos e líquidos e os resíduos perigosos (líquidos, alcatrões, lodos e sólidos) gerados pela indústria . Ao contrário de muitos outros métodos de eliminação de resíduos, a incineração é uma solução permanente. O principal benefício da incineração é que o processo destrói a maior parte dos resíduos, em vez de apenas descartá-los ou armazená-los. Muitos incineradores foram construídos após a Segunda Guerra Mundial. As comunidades suburbanas do entorno de grandes centros urbanos escolheram a incineração como método de disposição em vez de aterros sanitários. Houve uma falta de consideração das emissões de exaustão dessas unidades nos projetos originais: chaminés altas foram usadas para dispersão em vez de controles adequados da poluição do ar. Os fornos de combustão operaram com altos níveis de excesso de ar resultando em temperaturas mais baixas, combustão incompleta e altos níveis de monóxido de carbono e de gases hidrocarbonetos não queimados. As condições típicas em torno  dessas instalações eram de altos níveis de fuligem e odor, bem como corrosão por deposição de gás ácido. Era um ambiente insalubre e inseguro para as proximidades.
Isso criou a conhecida síndrome NIMBY — "Não no meu quintal" nos Estados Unidos, nas décadas de 1960 e 1970, e muitas unidades foram fechadas por falta de maiores controles das emissões poluentes e dos próprios resíduos gerados pela queima. Depois que os poluentes de uma instalação de incineração se dispersam no ar, algumas pessoas próximas à instalação podem ser expostas diretamente por inalação ou indiretamente pelo consumo de alimentos ou água contaminados pela deposição dos poluentes do ar no solo, vegetação e água. Para os metais e outros poluentes que são muito persistentes no meio ambiente, os efeitos potenciais podem se estender muito além da área próxima ao incinerador. Poluentes persistentes podem ser transportados por longas distâncias de suas fontes de emissão, passar por várias transformações químicas e físicas e passar inúmeras vezes pelo solo, água ou alimentos.

 

A Queima do Lixo

A incineração de resíduos envolve a aplicação de processos de combustão sob condições controladas para converter materiais residuais em cinzas e gases minerais inertes. Os três Ts de combustão (temperatura, turbulência e tempo de residência) devem estar presentes juntamente com oxigênio suficiente para que a reação ocorra:
– A mistura de queima (ar, resíduos e combustível) deve ser elevada a uma temperatura suficiente para destruir todos os componentes orgânicos.
– O fluxo de ar de combustão é reduzido ao nível mínimo necessário para fornecer oxigênio para o combustível de suporte (gás, óleo, etc) e os resíduos combustíveis sem formar altos níveis de CO e hidrocarbonetos não queimados. Isso elevará a temperatura ao nível necessário para uma boa combustão.
– Turbulência refere-se à mistura constante de combustível, resíduos e oxigênio.
– O tempo de residência é o tempo de exposição às temperaturas de combustão.
– O oxigênio deve estar disponível na zona de combustão.

 

Tipos de Incineradores

Os incineradores de resíduos são usados para destruir sólidos, lodos, líquidos e alcatrões. Dependendo das características físicas e químicas dos resíduos e do manuseio que eles exigem, diferentes projetos de incineradores são aplicados. Sólidos, lodos e alcatrões são queimados em incineradores de forno fixo e forno rotativo. Líquidos também podem ser queimados nesses sistemas e usados como combustível de apoio. Em muitas plantas onde os líquidos são os resíduos primários, são usados incineradores de injeção de líquidos. Caldeiras, fornos de processo, fornos de cimento e fornos de agregados leves também utilizam a energia disponível de resíduos líquidos e queimam resíduos líquidos, bem como os combustíveis fósseis (gás natural e petróleo).

 

Incineradores de Grelha Fixa

Os incineradores de grelha fixa são amplamente utilizados para incineração de resíduos médicos e municipais. As grelhas fixas podem lidar com sólidos e líquidos a granel. Um fluxo controlado de ar de combustão "underfire" (70 a 80 por cento do ar teórico necessário) é introduzido através da grelha na qual os resíduos ficam. As cinzas de fundo são removidas despejando-as em banho-maria. Combustíveis não queimados e altos níveis de monóxido de carbono e hidrogênio saem acima da grelha. Esses voláteis são oxidados na zona de combustão, onde se fornece ar em excesso suficiente e tempo de residência à temperatura para garantir a queima completa. Os três Ts de combustão e oxigênio proporcionam alta eficiência de combustão.Gás natural ou óleo são fornecidos para manter temperaturas tão altas quanto 1.100ºC. Em alguns grandes incineradores de resíduos municipais, chamados de usinas de transformação de resíduos em energia, as caldeiras de recuperação de calor são usadas para gerar vapor para geração elétrica. Essas plantas também são chamadas de plantas de lixo a vapor. Todos os sistemas de incineradores são agora regulados pelas emissões de gases de escape.

 

Incineração em Forno Rotativo.

Os resíduos sólidos, bem como os resíduos líquidos gerados pela indústria são destruídos pelos sistemas de incineradores de forno rotativol. O forno rotativo é um refratário cilíndrico -concha revestida que é girada para fornecer uma ação de tombamento e elevação aos materiais de resíduos sólidos. Isso expõe a superfície dos resíduos às chamas da queima de combustível, bem como aos resíduos líquidos queimados no forno rotativo. As chamas são geradas sobre a superfície dos resíduos sólidos expostos ao calor e ao ar de entrada. Lodos e lamas bombeáveis  são injetados no forno através de bicos. As temperaturas para queima variam de 700 a 1.300ºC. Temperaturas mais baixas são muitas vezes necessárias para evitar a escória de certos materiais residuais. O forno rotativo proporciona uma excelente mistura através de uma ação giratória que distribui o calor uniformemente para todos os resíduos contidos nele. O forno é a câmara de combustão primária onde os compostos orgânicos nos resíduos são volatilizados e oxidados à medida que o ar é introduzido no forno. Os voláteis não queimados entram na câmara de combustão secundária juntamente com os produtos quentes da combustão primária, onde o oxigênio adicional é introduzido e os resíduos líquidos inflamáveis ou combustível podem ser queimados. A combustão completa dos resíduos volatizados do sistema primário, resíduos líquidos e combustível ocorre na combustão secundária.

 

Injeção de Líquido.

As indústrias químicas geram resíduos líquidos que contêm orgânicos tóxicos. Os resíduos típicos das plantas agrícolas e farmacêuticas podem conter compostos como benzenos clorados, cloreto de vinilo, tolueno, fósforo e naftaleno. Incineradores de injeção de líquido no local são usados para destruir esses resíduos. Os incineradores de injeção de líquido são revestidos com refratários nas câmeras de queima e geralmente de forma cilindrica, equipadas com um queimador primário e muitas vezes, bicos de injeção secundários para resíduos de alto teores de água. Os líquidos são atomizados através de bicos, expostos a chamas de queimadores de combustível de alta temperatura, vaporizados, superaquecidos e, quando combinados com ar em uma zona turbulenta, atingem níveis de temperatura de 980 a 1500°C. O tempo de residência na câmara é baseado no volume de fluxo desses produtos combinados de combustão (combustível, ar e resíduos líquidos). O volume fisico da camara determina o tempo de residência deste gás.. Este tempo pode variar de 0,5 segundos até 2,5 segundos. Os componentes orgânicos tóxicos dos resíduos líquidos são oxidados em dióxido de carbono, vapor de água, oxigênio, nitrogênio e gases ácidos. Os gases ácidos formados são limpos do fluxo de exaustão por depuradores, permitindo assim que produtos limpos saiam da chaminé de exaustão. A incineração resultou na resposta definitiva para o descarte desses materiais residuais.

 

Sistemas de Controle de Emissão

Um grande esforço é dedicado aos projetos adequados de sistemas de controle de poluição do ar associados a incineradores. A maioria dos incineradores de injeção de líquidos gera gases ácidos, como: cloreto de hidrogênio, óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio e outros. Um purificador adequado é necessário para a absorção de gases ácidos. Em sistemas que queimam resíduos sólidos e líquidos, os resíduos podem conter metais tóxicos como arsênico, berílio, cádmio, cromo, chumbo e mercúrio.  As partículas que se formam podem ter tamanho submicrônico e ser transportadas nos gases de combustão. Essas partículas são removidas em lavadores de alta eficiência. Os lavadores úmidos também são usados para neutralizar gases ácidos formados pela queima de resíduos contendo compostos de cloro, enxofre, fósforo e nitrogênio. Os depuradores secos são normalmente filtros de mangas. Os sistemas maiores mais recentes incorporam secadores por pulverização para remoção de gás ácido, seguidos de mangas para remoção de partículas de cinzas. Quando lavadores de gases são usados para depuração do HCl, SOx e NOx, é gerada uma solução de ácido pobre que é então entregue a uma lagoa para neutralização com soluções cáusticas ou de cal antes da descarga no sistema de tratamento de águas residuais da planta.

 

O Sistema de Queima e o Controle da Combustão

O requisito essencial para um sistema de controle de combustão é verificar corretamente as quantidades proporcionais de ar e combustível sendo queimadas. Isto garantirá uma combustão completa, um mínimo excesso de ar e gases de escape aceitáveis. O sistema de controle, portanto, para medir as vazões de combustível e ar para regular corretamente suas proporções. Mais essencial e necessário, deve ser a verificação dos resultados desta combustão – os gases da chaminé – efetuando testes de eficiência da combustão e o monitoramento de emissões.

 

Regulagem de Excesso de Ar

Na prática, gás, biomassa, queima de carvão e outros sistemas não fazem um trabalho perfeito de mistura de combustível e ar, mesmo nas melhores condições possíveis. Além disso, a mistura completa pode ser um processo demorado. Para garantir uma combustão completa e reduzir a perda de calor, o excesso de ar deve ser mantido dentro de uma faixa adequada. A regulagem do excesso de ar fornece uma melhor taxa de transferência de calor da fornalha, um 'aviso prévio' de problemas com gases de combustão (excesso de ar saindo da zona de eficiência máxima) e muita economia substancial em combustível.

 

Eficiência da Combustão

Quando uma medição de oxigênio no gás de combustão está disponível, o mecanismo de controle de combustão pode ser bastante aprimorado (uma vez que a porcentagem de oxigênio na combustão está intimamente relacionada à quantidade de excesso de ar). Testes de performance e eficiência dos gases de combustão, permite:
– Controle mais rigoroso do excesso de ar até o ponto de ajuste de oxigênio para melhor eficiência
– Retorno mais rápido ao ponto de ajuste após distúrbios analisados.
– Maior controle sobre as emissões provocadas pela combustão.
– Conformidade com os padrões de emissões poluentes.
– Fácil incorporação de monóxido de carbono ou substituição de opacidade da fumaça emitida.

 

Instrumentos de Medição e Monitoramento

A Confor fornece instrumentos para testes de performance, eficiência da combustão e monitoramento de emissões de última geração. Analisadores portáteis ou fixos, com uma ampla gama de sensores para medição de gases da queima, emissões poluentes, medição de pressão, perdas, eficiência e outros cálculos de combustão, incorporados a uma tecnologia avançada, atendendo a todos os regulamentos.