Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/93527
Title: Estudo da decomposição térmica de lamas de ETAR por pirólise e avaliação do poder energético
Other Titles: Study of thermal decomposition of WWTP by pyrolysis and evaluation of heat value
Authors: Pais, Joao Paulo Almeida
Orientador: Góis, José Carlos Miranda
Mendes, Ricardo António Lopes
Keywords: Lamas de ETAR; Pirólise; Decomposição Térmica; Termogravimetria; Poder Calorífico; Sewage Sludge; Pyrolysis; Thermal Decomposition; Thermogravimetric analysis; Heat value
Issue Date: 26-Sep-2019
Serial title, monograph or event: Estudo da decomposição térmica de lamas de ETAR por pirólise e avaliação do poder energético
Place of publication or event: Departamento de Engenharia Mecânica
Abstract: A produção de lamas de ETAR não tem parado de aumentar. No quadro da gestão de resíduos, procura-se encontrar o melhor destino em termos ambientais e de sustentabilidade económica. Em Portugal a valorização na agricultura, como corretor de solos é o destino mais comum. Existem outras alternativas como a compostagem e incineração, sendo esta última adotada nos países do centro e norte da Europa. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a aptidão das lamas de ETAR para a valorização energética. Nesse propósito foi estudado a decomposição cinética de alguns tipos de lamas de ETAR urbanas e industriais da região centro de Portugal, tendo sido medido o seu poder calorífico e estudada a decomposição térmica até 600 ºC, por análise simultânea de termogravimétrica e de calorimetria de varrimento diferencial, numa atmosfera inerte com azoto.Os resultados obtidos demonstram que o PCI das lamas apesar ser baixo (entre os 2 e 15 MJ/kg), relativamente a outros combustíveis tradicionais como por exemplo, o carvão, cujo o PCI é de 29,5 MJ/kg (Despacho nº 17317/2008 aproxima-se do PCI de resíduos de madeira (entre 13,8 e 15,6 MJ/kg), (Despacho nº 17317/2008), pelo que a valorização energética das lamas tem potencial para ser alternativa na produção de energia térmica e/ou elétrica, e na diminuição do uso de combustíveis fósseis, ao mesmo tempo que permite uma alternativa às lamas que não possam ser encaminhadas para valorização agrícola.Os resultados obtidos da decomposição térmica mostram, que as lamas perdem em média metade da sua massa inicial durante a pirólise, e a sua cinética tende a seguir um padrão semelhante apesar da proveniência de diferentes ETAR. A decomposição principal das lamas em regime de pirólise ocorre entre as temperaturas de 250 e 500 ºC, onde se verifica a maior perda de massa. Os resultados obtidos para as lamas de ETAR industriais mostraram-se bastante irregulares quando comparadas com as lamas de ETAR urbanas analisadas.
The amount of WWTP sludge is increasing year after year. Research for environmentally friendly and economic sustainability is at the top of concerns of the waste management framework. In Portugal, the most common valorisation given to sludge is agriculture fertilization. There are other alternatives such as composting and incineration, the latter valorisation method is increasing in central and northern Europe. The present work aims to evaluate the capacity of WWTP sludge as fuel for energetic valorisation. For this purpose, different types of sludge (from the central region of Portugal) were studied, determining its kinetic decomposition, calorific value and the thermal decomposition between room temperature and 600 ºC by simultaneous thermogravimetry and differential scanning calorimetry under an inert atmosphere composed by nitrogen (N2). Results showed that the LHV of the sewage sludge, presented a lower range (between 2 and 15 MJ/kg), when compared with common fuels, like coal for example, which has an LHV of 29,5 MJ/kg (Dispatch nº 17317/2008). However, when compared with other types of fuel, such as wood residue, which has a lower heating value between 13,8 and 15,6 MJ/kg (Dispatch nº 17317/2008), one concludes that the energetic reuse of sewage sludge is a viable way to produce thermal and/or electric energy, reducing the consumption of fossil fuels.The results obtained by thermal decomposition demonstrated that the sludge loses on average half of its initial mass, during a pyrolysis, and its kinetics tend to follow a pattern for all municipal sewage sludge, even when the sludge comes from different treatment plants of the central region of Portugal. The main decomposition of sewage sludge happens between the temperatures of 250 ºC and 500 ºC, where the biggest mass loss is observed. The results of industrial sludge were quite irregular when compared to the urban WWTP sludge analysed.
Description: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
URI: http://hdl.handle.net/10316/93527
Rights: embargoedAccess
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