Madeira como Combustível & Secagem de Cavacos de Madeira

Porque usar madeira como combustível? - uma fonte de energia renovável, cresce convertendo energia solar. - deixando a madeira se decompor ela libera tanto dióxido de carbono (CO2) como quando é queimada. madeira é, portanto neutra de CO2 como um combustível. - principalmente fontes de energias produzidas localmente. independência de combustíveis exportados. - distâncias de transporte são normalmente relativamente curtas.

Madeira como combustível - quantidade de carbono = 50%, quantidade de nitrogênio = 6%. - cinza ≤ 1% (normalmente) - alto conteúdo volátil (=80~85%)  chamas longas, tamanhos maiores de fornalhas. - valores de aquecimento da madeira em média = 19MJ/kg = 5,3kWh/kg - diferentes formas de combustíveis de madeira, ex: cavacos de madeira e pellets, briquetes, serragem, cascas, etc.

Madeira como combustível - umidade diminui o poder de aquecimento. - a quantidade de umidade presente na madeira no momento de sua extração é de 50% (peso total). - para evaporar 1 kg de água é preciso aproximadamente 2,5MJ/kg H2O (0,8 kWh/kg H2O) - ex: 2 kg de cavacos de madeira contém 50% de umidade = 1 kg de matéria seca + 1 kg de água.  valor de aquecimento líquido = (19 - 2,5) MJ = 16,5MJ  8,25 MJ/kg de combustível. - a quantidade de umidade afeta grandemente o valor de aquecimento líquido do combustível de madeira (veja tabelas 1 & 2)

Valor líquido de aquecimento da madeira Tabela 1 – Valor de aquecimento líquido da madeira na média. Tabela 2 – Valor de aquecimento líquido de 1m³ de cavacos de madeira soltos, material seco pesa 180 kg Quantidade de umidade % por kilo de combustível MJ/kg kWh/kg 19,0 5,3 10 16,9 4,7 20 14,7 4,1 30 12,6 3,5 40 10,4 2,9 50 8,2 2,3 60 6,1 1,7 Quantidade de umidade % kWh/soltos-m³ 10 940 20 920 30 890 40 850 50 800

Caldeiras de pequena escala vs. Quantidade de umidade - Na prática o efeito de aquecimento de caldeiras de pequena escala diminui ainda mais. - A eficiência total da caldeira (veja figura1) diminui rapidamente quando a quantidade de umidade aumenta (testes de caldeira são feitos normalmente com combustível que contém 30% ou menos de umidade/água) - A quantidade de umidade diminui a eficiência da conversão em energia e aumenta as emissões gasosas (combustão incompleta). - Quando usar combustíveis secos a caldeira fica mais limpa, defeitos e necessidade de manutenção diminuem  tempo útil aumenta.

Quantidade de umidade vs. Eficiência da caldeira - Figura 1 A eficiência média de uma caldeira de 50kw com cavacos de quantidade de umidade diferente 90 80 70 Taxa de eficiência [%] 60 50 40 10 20 30 40 50 60 Quantidade de umidade dos cavacos [%]

Exemplo de caldeira de pequena escala - Nós podemos calcular a quantidade de calor que nós conseguiremos de 1m³ solto de cavacos de madeira com duas quantidades diferentes de umidade usando a caldeira do slide anterior: a) cavacos: quantidade de umidade 50%, valor de aquecimento líquido = 800kwh/m³ solto, eficiência da caldeira: n = 62% b) cavacos: quantidade de umidade 30%, valor de aquecimento líquido = 890kwh/m³ solto, eficiência da caldeira: n = 78% a) Ecalor = 0,62 x 800kwh = 500 kWh b) Ecalor = 0,78 x 890kwh = 700 kWh Você ganha 40% a mais de energia de aquecimento!

Secagem de cavacos de madeira - Secagem tradicional Árvore inteira ou pilha de cavacos Em área aberta ou cobertos - Secagem artificial/forçada da madeira (normalmente uma hélice é utilizada para produzir uma corrente alta de ar para secagem) Ar de secagem não aquecido Ar de secagem aquecido, ex: energia solar, energia de caldeira a vapor, energia de gás de combustão.