Madeira como Madeira como CombustívelCombustível

&&Secagem de Cavacos Secagem de Cavacos

de Madeirade 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

Quantidade de umidade

%

por kilo de combustível

MJ/kg kWh/kg

0 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

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

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.

10 20 30 40 50 60

Quantidade de umidade vs. Eficiência da caldeira- Figura 1

A eficiência média de uma caldeira de 50kw com cavacos de quantidade de umidade diferente

8090

70

6050

40

Taxa d

e e

fici

ênci

a [

%]

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 kWhb) Ecalor = 0,78 x 890kwh = 700 kWh

Você ganha 40% a mais de energia de aquecimento!

Secagem de cavacos de madeira

- Secagem tradicionalÁrvore 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 aquecidoAr de secagem aquecido, ex: energia solar,

energia de caldeira a vapor, energia de gás de combustão.