AnÃ¡lise Experimental de uma Fornalha a Lenha de Fluxo Co ...

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42 Em altas temperaturas, as reações 2 e 3 prevalecem, e são endotérmicas. Os produtos resultantes da gaseificação são normalmente tão reativos que se oxidam imediatamente (e.g BORGES, 1994). A próxima e última etapa da combustão é a oxidação, fase em que os produtos da gaseificação e/ou pirólise, ao reagirem com o oxigênio, são convertidos principalmente em gás carbônico (CO 2 ) e vapor d’água (H 2 O). E no caso de haver enxofre (S) na composição da lenha há a formação de dióxido de enxofre (SO 2 ). As reações de oxidação são exotérmicas, e podem alcançar temperaturas de até 1600 ºC (BORGES, 1994). É a fase em que o chamado oxigênio “primário” reage. A oxidação de compostos gasosos envolve cadeias de reações cujos elementos ativos são radicais responsáveis pela combustão em chama. A estrutura da chama depende principalmente da mistura entre o gás combustível e o oxigênio. A oxidação do coque necessita da adsorção do O 2 através de sua superfície porosa, formando CO, o qual é queimado na fase gasosa (MARTIN, 2007). Se os processos de oxidação são incompletos, são obtidos produtos da oxidação parcial, resultantes da falta de reatividade. E também longas cadeias de carbono dos produtos sólidos, que formam fuligem, sintetizados dos últimos resíduos gasosos do combustível à alta temperatura e sem O 2 (MARTIN, 2007). O carbono dos produtos sólidos resultantes da falta de oxigênio pode reagir com os produtos de oxidação circundantes (CO 2 e H 2 O), numa etapa de redução, formando CO e H 2 . Entretanto, se a temperatura for suficiente, a fase sólida pode desaparecer, restando apenas uma fração combustível na fase gasosa. Se necessário, em particular quando o processo de combustão leva a formação primária de gás combustível, uma segunda fase de oxidação é necessária, utilizando oxigênio secundário, para obter a completa oxidação dos gases e assim transformar todo o poder calorífico do combustível em calor (MARTIN, 2007). Nos sistemas industriais geralmente o chamado ar primário é para a combustão do coque, e o ar secundário para a combustão dos voláteis. Em alguns sistemas o carbono do combustível se queima no leito somente até CO, concluindo sua combustão
43 até CO 2 , juntamente com os voláteis. As quatro fases da combustão podem ocorrer ao mesmo tempo, na mesma partícula de madeira, ou cada fase pode predominar em regiões distintas de uma fornalha ou caldeira. A figura 01 apresenta um esquema completo da combustão. FIGURA 01– ESQUEMA COMPLETO DA COMBUSTAO FONTE: Redesenhado de NOGUEIRA e LORA, 2003 c) Entalpia de combustão A entalpia de combustão (h RP ) é definida como a diferença entre a entalpia dos produtos e a entalpia dos reagentes quando ocorre combustão completa a uma dada temperatura e pressão (VAN WYLEN, 1998). É definida na equação (9), e é sempre negativa. O valor positivo ou absoluto da mesma quantidade representa o poder calorífico inferior do combustível (BEJAN, 1997). h RP = H − H (9) P R Onde H P é a entalpia dos produtos e H R a entalpia dos reagentes.
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