Modelagem de ciclos combinados integrados à incineração de resíduos sólidos municipais

Abstract

Nas últimas décadas houve um aumento significativo na demanda de energia elétrica e térmica em diversos setores (industrial, residencial, serviços, dentre outros) devido a diversos fatores, tais como o aumento populacional e a melhoria da qualidade de vida. Com o aumento da população e das indústrias houve um aumento na geração de resíduos sólidos de diversas naturezas: resíduos domésticos, industriais, resíduos de serviço de saúde, dentre outros, que devem ser dispostos de forma segura. Existem diversas maneiras de disposição final segura para os resíduos sólidos, tais como aterros sanitários controlados, usinas de biodigestão e incineradores, soluções que não são independentes, tendo de ser integradas. Nesta pesquisa será apresentado um estudo de caso de um ciclo combinado integrado a um ciclo a vapor com incineradores para a cidade de São Paulo; a escolha do ciclo combinado integrado é aqui concebida como uma possível solução para elevar a produção de potência mecânica, normalmente baixa dos ciclos a vapor utilizados em associação com unidades de incineração. Os resultados revelam uma elevada produção de energia elétrica, com um preço de venda competitivo com tecnologias já existentes, como por exemplo, o ciclo combinado utilizando gás natural e usinas a vapor a carvão mineral, e tendo uma geração de cinzas que podem ser utilizadas na indústria ou serem dispostas como cobertura em aterros sanitários. Analisa-se também, neste trabalho, a vantagem advinda de uma diferença das emissões de dióxido de carbono equivalente que poderia ser comercializado

Over the last decades, there was a significant rise of electrical and thermal energy demand in several sectors (industrial, residential, and others) caused by different factors, such as population growth and life-quality improvements. Along with the increasing population and industries, there was a raise in solid waste generation from different nature, domestic, industrial, healthcare waste, among others, that must be safely disposed. There are several ways of safe final disposal for solid waste such as controlled landfills, biodigestion and incineration power plants, solutions that are not independent, requiring integration. This study presents the case of a combined cycle integrated to a steam cycle with incinerators for the city of São Paulo; the choice of the combined integrated cycle is conceived here as a possible solution to increase the mechanical power production, usually low from the steam cycles used in association with incineration units. The results reveal a higher electrical energy production, with a competitive selling price among existing technology, for example, the combined cycle using natural gas and steam plants using mineral coal, generating ashes that can be used in industries or be used to cover landfills. This work also analyses the advantages that come from a difference in carbon dioxide production that could be commercialized