Dimensionamento de Incineradores

1- Introdução 

A incineração é uma prática antiga usada como forma de destino final de lixo. Seus métodos apesar de rudimentares consistiam em empilhar os resíduos e atear fogo. A cinza resultante era espalhada pelo solo ou incorporada como elemento auxiliar na agricultura. Com a urbanização essas práticas tornaram-se inadequadas devido o incômodo causado a população, sendo assim substituídos por processos mais complexos e eficientes.

Com estudos mais avançados sobre incineradores, os conceitos de disponibilidade, irreversibilidade e energia passaram a reger os projetos de incineração. 

2- Definição

A incineração é um processo de redução de peso e volume do lixo através da combustão controlada. Os remanescentes da incineração do lixo são, geralmente, gases como dióxido de carbono (CO2); dióxido de enxofre (SO2); nitrogênio (N2); gás inerte proveniente do ar utilizado como fonte de oxigênio e do próprio lixo; oxigênio (O2) proveniente do ar em excesso que não consegue ser completamente queimado; água (H2O); cinza e escórias que se constituem de metais ferrosos e inertes com vidros e pedras etc. Quando a combustão é incompleta podem aparecer monóxido de carbono (CO) e particulados que consistem de carbono finamente dividido lançado na atmosfera como fuligem ou negro fumo.

Quando a combustão é realizada em temperaturas elevadas pode haver dissociação de nitrogênio, surgindo ainda compostos resultantes da combinação deste com oxigênio, como NO e N2O5.

Na combustão de lixo pode ocorrer situações em que as variações de temperatura e pressão podem atingir um estado de equilíbrio químico capaz de inibir ou mesmo interromper a reação por completo.

O rendimento da combustão de lixo está fundamentado em dois princípios básicos:

• Regular a quantidade de ar de modo que seja mantida a mistura ar-combustível nos níveis normais exigidos no projeto.
• Transferir o máximo de calor gerado na combustão o material a ser incinerado. 

3- Classificação

Os processos de incineração de lixo podem ser classificados em dois tipos: estáticos ou dinâmicos.

Incineradores estáticos ou bateladas: caracterizam-se por seu funcionamento intermitente. Em geral são de fácil operação e tecnologia extremamente simples. O processo envolve quatro estágios principais:

• alimentação do forno;
• combustão dos resíduos;
• resfriamento e tratamento dos gases e produtos da combustão;
• emissão dos gases e escórias.

Incineradores dinâmicos ou contínuos: caracterizam-se por seu funcionamento direto. Em geral são mais complexos e sua operação requer maiores atenções. O processo envolve seis estágios:

• alimentação do forno;
• secagem do lixo;
• combustão dos resíduos;
• resfriamento dos gases e outros produtos da combustão;
• filtragem e tratamento dos gases da combustão;
• emissão dos gases e escórias.

Os incinerados estáticos são mais recomendados para pequenos estabelecimentos onde a produção de lixo é limitada.

4. Dimensionamento 

O incinerador a ser dimensionado será do tipo dinâmico ou contínuos, já discutido anteriormente, e terá capacidade de incinerar 12 T (doze toneladas) de lixo por dia, de uma empresa agropecuária. Antes de começar a fazer cálculos de dimensionamento deve-se antes de mais nada saber quais tipos de resíduos são produzidos na indústria.

Numa indústria agropecuária, em geral, os resíduos são orgânicos como, frutas e legumes estragados, sobras do abate de animais, papel, entre outros.

• Calor de combustão: é a energia térmica liberada pelo lixo (combustível), a medida em que os mesmos são queimados.
• Temperatura de ignição: é a temperatura do combustível e do oxigênio necessária à combustão.
• Temperatura de inflamação: temperatura na qual o lixo começa a queimar.