Após intenso trabalho do departamento de R&D da Dynamis, está em operação nosso Gerador de Gases Quentes em Leito Fluidizado, do tipo borbulhante, nosso D-FBed Chamber, na Votorantim, dedicado ao novo moinho de cimento da unidade de Pecém, fornecendo o aporte térmico necessário para a secagem de matérias primas durante o funcionamento do sistema de moagem.
Seu princípio é utilizar um material inerte (como areia) para auxiliar a combustão, fornecendo uma inércia térmica muito grande deixando o sistema muito estável, mesmo com variações nas características do combustível, seja em umidade ou seu PCI (poder calorífico inferior). Uma das características de um sistema de leito fluidizado para a aplicação é a flexibilidade de combustíveis empregados, seja combustíveis tradicionais como coque ou carvão ou de menores custos, como biomassa ou ainda combustíveis alternativos, possibilitando uma estratégia inteligente para a planta, podendo fazer seu planejamento com as ofertas dos combustíveis mais baratos disponíveis em uma demanda spot, ou aproveitar sazonalidade de determinado combustível, sempre utilizando combustíveis com alta granulometria, sem a necessidade de moê-los, uma outra importante vantagem para custos operacionais. Tais características tornam certamente a melhor opção em termos de OPEX e competitividade de seu produto.
O sistema de geração de gases quentes foi concebido para operar continuamente, com cargas térmicas entre 4 Gcal/h e 12 Gcal/h e com três combustíveis distintos (coque de petróleo, carvão mineral e cavacos de madeira), operando com parte dos gases gerados recirculados e diluídos. A seguir algumas características do sistema da Dynamis e os componentes de construção de sua câmara de combustão:
| PARÂMETROS | VALOR |
| Capacidade Nominal | 12 Gcal/h |
| Combustíveis do GGQ | Coque ou Carvão (< 30 mm)Biomassa (< 50 mm) |
| Combustível de Aquecimento | Óleo Diesel |
| Temperatura dos Gases Quentes | 800 – 900°C |
| Fluxo de Gases Quentes Gerado | 30.000 – 43.200 kg/h |
| Pressão esperada no ponto de conexão com a tubulação do moinho | -50 mm c.a. |
Seu sistema é composto de uma tremonha localizada no armazém de combustível que os leva até o sistema de alimentação da câmara de combustão (ver detalhe na figura a seguir) por um transportador de correia, sendo monitorado por um detector e um separador de metais. Dependendo das características da planta e dos combustíveis a serem empregados, alternativas podem ser consideradas em projetos futuros, com um elevador de caneca, substituindo o transportador de correia, deixando um menor footprint.
O sistema é controlado automaticamente ou manualmente, de acordo com a temperatura de gases de escape do moinho de cimento. As variáveis de controle são as rotações dos transportadores helicoidais, para cada tipo de combustível com suas operações pré-definidas. Adicionalmente o sistema ainda controla as operações mínimas e máximas dos equipamentos, a temperatura e a pressão interna da câmara de combustão, a altura do leito e a recirculação de gases ou a injeção de ar de diluição.
Para início de operação, o sistema de leito fluidizado conta com queimadores Dynamis, distribuídos simetricamente contando com um sistema de injeção de ar de combustão de alta qualidade, com bicos em aço inox especialmente projetados para terem uma longa vida útil e maximizar a eficiência de fluidização. Também é necessário o preenchimento do cinzeiro com um leito fluidizado inerte, neste caso com a aplicação de areia de especificações próprias para aplicação.
O processo de operação do D-FBed Chamber é simples: após o aquecimento da câmara e do leito, o sistema está apto a receber o combustível no leito fluidizado. A partir desta etapa há um controle restrito do leito, de modo a não aumentar sua velocidade de fluidização para que não ocorra o arraste das partículas do leito via transporte pneumático. Nas condições de temperatura mínima exigida pelo combustível é então iniciado o processo de injeção de combustível até a plena carga e sua operação regular.
O D-FBed Chamber foi projetado para trabalhar com alta disponibilidade e confiabilidade dispensando paradas para limpezas, podendo ocorrer a remoção de cinzas ou adição de areia como meio fluidizante durante a operação regular, podendo realizar manutenções de acordo com a programação de parada de sua planta. Outro ponto de destaque e único do projeto da Dynamis é a recirculação de parte dos próprios gases quentes gerados, de maneira 100% automática, operando com a malha de controle da temperatura dos gases quentes, evitando assim um uso excessivo do ar de diluição com ar frio, sendo mais eficiente do ponto de vista energético (diminuindo o fluxo de gases descartados pela chaminé da moagem de cimento) e possibilitando alto turndown, ou seja, uma operação com mais baixa capacidade se necessário.
A Dynamis, uma empresa voltada para inovação de estudos de processos industriais de engenharia e de equipamentos para combustão, realiza seus projetos com a mais moderna tecnologia, e o nosso novo projeto do sistema de geração de gases quentes em leito fluidizado explícita com as fotos de seu projeto e sua implementação a aplicação destas ferramentas, com a satisfação expressa em um startup e operação rápidos e de sucesso.
Os próximos passos do sistema que a Dynamis está apresentando é a utilização da tecnologia D-FBed Chamber de leito fluidizado para gaseificação e a utilização de novos combustíveis como resíduo sólidos alternativos e operação com mais diversidade de biomassa, na geração de SynGas na aplicação de produção de clínquer ou até mesmo na de argilas calcinadas, tudo de modo que nossos clientes possam chegar em uma planta carbono zero, neutralizando as emissões de gases de efeito estufa da planta com a produção de biomassa combustível.
Equipe Dynamis