PT2203740E - Método para determinar o teor de combustível fóssil num fluxo de combustível, assim como um forno de incineração - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO
MÉTODO PARA DETERMINAR O TEOR DE COMBUSTÍVEL FÓSSIL NUM FLUXO DE COMBUSTÍVEL, ASSIM COMO UM FORNO DE INCINERAÇÃO A presente invenção refere-se a um método para determinar o teor de combustível fóssil num fluxo de combustível que alimenta um forno de incineração segundo o preâmbulo da reivindicação 1. Vários tipos de material alimentam fornos de incineração, na sua maior parte combustíveis fósseis, isto é, combustíveis com milhares de anos ou mais. Em particular, no caso de incineradores de resíduos, mas também com outros fornos de incineração, um fluxo de combustível é também fornecido que compreende combustíveis que são mais recentes. Exemplos dos mesmos são madeira, material de borracha e similares. Estes combustíveis são também referidos como combustíveis biogénicos.
Por razões ambientais, é desejável limitar a emissão do gás com efeito de estufa CO2 tanto quanto possível, em particular, o CO2 que é gerado durante a combustão de combustíveis fósseis. Combustão de carbono que tenha sido convertido para, por exemplo, madeira de forma relativamente recente, não é considerado poluidor. Apesar disso, a madeira tem apenas algumas dezenas a centenas de anos de idade e é o resultado da conversão de dióxido de carbono da atmosfera em carbono.
Em certos países, foram introduzidas taxas para a emissão de combustíveis fósseis, isto é, combustível originado há mais de 10.000 anos.
Se um fluxo de combustível misturado é alimentado para um forno de incineração, é importante conhecer qual a fracção do combustível fornecido é fóssil e qual a fracção do combustível é mais recente. 1/7
Uma possibilidade de determinar isto é através da análise do fluxo que é fornecido.
Tal método não é preciso quando são realizadas verificações apenas aleatórias. Adicionalmente, ele requer investigadores altamente experientes e/ou é complexo.
Um método para produzir combustível a partir de residuos é conhecido. Usa amostragem e o teor de combustível fóssil é determinado ao realizar combustão de CO2 e usando o método C-14. 0 documento WO-A-02/06730 descreve um método para determinar a relação entre portadores de energia fósseis e não fósseis numa mistura de combustível. A EP 1829951 descreve um método para a determinação do componente de combustível fóssil num fluxo de combustível. É um objecto da presente invenção providenciar um método simplificado no qual o rácio entre combustíveis fósseis e biogénicos podem ser determinados de forma precisa.
Este objecto é conseguido com o método descrito anteriormente, usando as características da reivindicação 1.
De acordo com a presente invenção, a quantidade de 14C que está presente é utilizada para analisar a composição do gás de resíduos. 0 C02 que está aí presente consiste parcialmente em C02 originário de combustíveis fósseis e parcialmente de C02 originário de combustíveis biogénicos. 14C é um elemento radioactivo com uma vida média de aproximadamente 5700 anos, que significa que dentro do dito período, metade do teor 14C, de qualquer material orgânico que 2/7 não faz parte do ciclo do carbono desaparecerá. Por outras palavras, todo o 14C terá desaparecido no espaço de 60.000 anos se o carbono respectivo é/for armazenado de forma subterrânea. Por outras palavras, em combustíveis fósseis, o teor 14C é zero enquanto em combustíveis biogénicos mais recentes é aproximadamente 1 ppt (10~12).
Ao determinar o teor 14C, a quantidade de combustível não fóssil e biogénico, respectivamente, é conhecido. Se a percentagem total de CO2 for conhecida, a quantidade de combustível fóssil numa amostra pode ser calculada de forma simples. Usando os resultados, é possível determinar, por exemplo, as cargas e similares. A exactidão do método pode ser aperfeiçoada se uma relação for estabelecida entre a quantidade amostrada e a quantidade de gás descarregado. Isto aplica-se em particular no caso de quantidades variáveis de gás descarregado. Esta relação é preferencialmente linear, isto é, que a variação na amostragem é directamente proporcional à variação na quantidade de gás descarregado.
Existem várias técnicas para determinar 14C. A mais importante técnica que pode ser usada na prática com o método acima descrito é contagem por cintilação líquida (LSC) que permite medições bastante precisas, por exemplo, com um desvio padrão relativo inferior a 1% com amostras que contêm, pelo menos, 25% de massa biogénica. No entanto, é também possível obter bons resultados com teor de combustível não fóssil muito baixo, isto é, 5% ou menos. Outros métodos para determinar 14C são ionização-β (queimadores de gás) e espectrometria acelerada de massa (AMS). Para determinar o fluxo total de gás de resíduos ou gases de combustível, um monitor de fluxo de massa pode ser usado. 3/7 A invenção também se refere a um sistema de acordo com a reivindicação 5. 0 dito forno de incineração pode, por exemplo, compreender o forno de um forno de incineração de resíduos domésticos. Outras aplicações, tais como no fabrico de cimento e em centrais eléctricas, são também possíveis. A invenção também se refere a um conjunto que compreende um forno de incineração como o acima descrito em combinação com um dispositivo de determinação de 14C. 0 dispositivo de determinação de 14C será geralmente um laboratório que está situado a uma distância do forno de incineração. 0 contentor de amostragem pode ser removido em intervalos regulares da saída de gás combustível e substituído por outro contentor de amostragem, com o primeiro contentor de amostragem sendo levado para o dispositivo de determinação de 14C. A invenção descreverá mais adiante com referência a uma forma de realização exemplificativa ilustrada no desenho. Aí, a única figura mostra diagramaticamente uma forma de realização da presente invenção.
Na figura, um forno de incineração é marcado com o número de referência 1. Como foi acima indicado, este pode compreender qualquer tipo de forno de incineração, mas é preferencialmente um forno de incineração que pode ser alimentado com fluxos de combustível de composição variável. Exemplos são fornos de incineração de resíduos domésticos e fornos que são usados em calcinação, por exemplo para preparação de cimento. 0 forno de incineração 1 compreende uma entrada 2 para combustível. Este combustível pode compreender combustível fóssil e combustível não fóssil. Exemplos deste combustível não 4/7 fóssil ou biogénico são a madeira, materiais de embalagem, papel, resíduos vegetais domésticos, adubo, resíduos de abates de animais, certos tipos de plásticos, pneus de carros e similares. 0 forno de incineração está provido com uma chaminé ou saída 3. A chaminé contém um dispositivo de amostragem 4 e um medidor de fluxo de massa 6 . 0 dispositivo de amostragem compreende uma entrada 8 na qual uma válvula 7 e um contentor de amostra 5 estão dispostos. A uma distância desde o forno de incineração de resíduos, um dispositivo de determinação de amostra é fornecido, que é indicado de forma geral por referência com número 10. Este último pode, por exemplo, estar situado num laboratório e é capaz de determinar o 14C mediante o método de cintilação líquida.
Um controlo de válvula 9 está presente, o qual controla a abertura e fecho da válvula 7 com base no sinal originado pelo medidor de fluxo de massa 6. 0 dispositivo acima descrito funciona como se segue:
Ao queimar o combustível no forno de incineração 1, uma amostra é recolhida continuadamente ou com quaisquer outra via intermitente e colocada num contentor de amostra 5. O Contentor de Amostra 5 é periodicamente substituído e a amostra obtida usando o contentor de amostra 5 é analisada em busca de 14C no dispositivo de análise 10. Dependendo da quantidade de gás que flui através da chaminé 3, e que é determinado pelo medidor de fluxo de massa, a válvula de fecho 17 é aberta proporcionalmente. Isto é, quando uma grande quantidade de gás de resíduos flui, uma grande quantidade de material passa através da entrada 8. Como resultado desse método proporcional, 5/7 é possível obter resultados de medição bastante precisos. Isto é particularmente importante quando a quantidade de gás que flui através da chaminé 3 varia.
Após leitura do acima, os peritos na técnica poderão imediatamente pensar em variantes que estão dentro do âmbito da presente invenção. Assim, é possível conceber o dispositivo de determinação de amostra 10 de outra forma. Tudo o que é importante é que este último seja capaz de determinar o teor de carbono fóssil e biogénico usando o método 14C.
Dependendo da aplicação, qualquer teor de carbono fóssil ou de carbono não fóssil, ou ambos, é determinado.
As variantes acima descritas são óbvias para os peritos na técnica, após leitura do acima e estão dentro do âmbito das reivindicações em anexo.
Lisboa, 28 de Outubro de 2011 6/7
Claims (9)
- REIVINDICAÇÕES 1. Método para determinar o teor de combustível fóssil num fluxo de combustível que alimenta um forno de incineração (1), o dito método que compreende amostragem do fluxo de gás de resíduos, determinando o teor de carbono no C02 originário a partir de combustível não fóssil, usando um método 14C para determinar a proporção de carbono não fóssil, caracterizado pelo facto de que a dita amostragem compreende meios (6) para determinar a quantidade total de gases de resíduos que fluem através da saída de incineração (3) e, dependendo da dita quantidade total de gases de resíduos, medidos pelos ditos meios de determinação (6), meios de activação do controlo de válvula (9, 7) em resposta à quantidade medida de gases totais que fluem através da dita saída (3) que permite a amostragem de gás de resíduos, proporcional e precisa, por parte dos ditos meios de amostragem (5) .
- 2. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o dito fluxo de combustível compreende partes de material de resíduos.
- 3. Método de acordo com uma das reivindicações precedentes, em que a dimensão da amostra é directamente proporcional à dimensão do fluxo de gás de resíduos total.
- 4. Método segundo uma das reivindicações precedentes, em que um monitor de fluxo de massa é usado para medir o fluxo de gás de resíduos total.
- 5. Sistema de determinação C14 para determinar a quantidade de combustível não fóssil e biogénico, respectivamente, num forno de incineração (1), o dito forno de incineração que compreende um dispositivo de determinação de 14C (10) e uma entrada (2) para um fluxo de combustível e uma saída (3) para a descarga de gases de resíduos, em que um dispositivo de amostragem (4) é colocado 1/2 na dita saída, o dito dispositivo de amostragem é realizado para determinar o teor de combustível não fóssil no fluxo de combustível e compreende um contentor de amostragem (5), com uma entrada que pode ser ligada à dita saída (3) para receber os ditos gases de resíduos, caracterizado pelo facto de que o dito dispositivo de amostragem é provido com uma válvula (7) para a dita entrada (8) e um controlo de válvula (9), em que um sensor (6) está provido na dita saída que é ligada ao dito controlo de válvula para determinar a quantidade total de gases de resíduos, em que o dito controlo de válvula controla a dimensão da abertura de válvula para a dita entrada dependendo do fluxo de gás de resíduos total que tenha sida medido pelo sensor.
- 6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, em que o dito forno de incineração compreende um forno de incineração de resíduos domésticos.
- 7. Sistema de acordo com a reivindicação 5 ou 6, em que o dito forno de incineração compreende uma parte de um dispositivo de fabrico de cimento.
- 8. Conjunto que compreende um forno de sistema, de acordo com uma das reivindicações 6-8, em que o dito dispositivo de determinação 14C é realizado para alojar o dito contentor de amostragem (5).
- 9. Conjunto de acordo com a reivindicação 8, em que o dito dispositivo de determinação 14C compreende um dispositivo de cintilação líquida. Lisboa, 28 de Outubro de 2011 2/2
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