Amostragem de poluentes gasosos e particulados finos emitidos pela combustão do bagaço da cana-de-açúcar

Abstract

The Brazilian production of ethanol based on the raw material sugarcane is seen as the currently most efficient biofuel technology. Because of this, the incentive to replace fossil fuels with biomass is increasing. However, the burning of biomass is a source of particulates, carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx) and volatile organic compounds (VOCs), including toxic and carcinogenic components, such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). The environmental impacts of this process have not been properly analyzed. The project aimed to quantify gas emissions, concentration and size distribution of particulate matter smaller than 2.5 micrometres from the burning of sugarcane bagasse in biomass burner. Chemical analysis of bagasse and cell wall were carried out in addition to the measurements of emissions of gases CO, CO2, NOx and particulate matter in real time burning of said fuel using the gas sampler and EUROTRON optical display DataRAM4 (DR-4000). The concentrations of the pollutants obtained were corrected for 8% O2. Biomasses were used with different moisture contents: 8.5%, 15.1% and 37.3%. The highest concentration of CO obtained, 1287.4 mg/Nm³, matched the residue with 37.3% moisture content. The highest concentrations of CO2 and NOx, respectively 11740 mg/Nm³ and 34.1 mg/Nm³, were issued in bagasse combustion with 8.5% moisture content. Regarding the particulate matter, there was obtained the highest concentration (1,181,652.0 g/Nm³) to the particle diameter of 0.0746 microns, ultrafine particles which are extremely harmful to human health and the environment. These results highlight the importance of monitoring the sugarcane burning emissions and control these emissions through efficient collection equipment for this particle diameter range

O A produção brasileira de etanol com base na matéria-prima cana-de-açúcar é vista como a tecnologia de biocombustível mais eficiente atualmente. Por conta disto, o incentivo à substituição de combustíveis fósseis pela biomassa é crescente. Entretanto, a queima desta biomassa é uma fonte de partículas, monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx) e compostos orgânicos voláteis (VOCs), incluindo componentes tóxicos e cancerígenos, tais como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH). Os impactos ambientais deste processo ainda não foram devidamente analisados. O projeto teve como objetivo a quantificação das emissões gasosas, concentração e distribuição de tamanho de material particulado menor que 2,5 μm, a partir da combustão do bagaço de cana-de-açúcar em queimador de biomassa. Foram realizadas as análises químicas imediata e da parede celular do bagaço, e as quantificações das emissões dos gases CO, CO2, NOx e do material particulado, em tempo real de queima do referido combustível, utilizando o amostrador de gases Eurotron e monitor óptico DataRAM4 (modelo DR- 4000). As concentrações dos poluentes obtidas foram corrigidas para 8% de O2. Foram utilizadas biomassas com diferentes teores de umidade: 8,5%, 15,1% e 37,3%. A maior concentração de CO obtida, 1287,4 mg/Nm³, correspondeu ao bagaço com teor de umidade de 37,3%. As maiores concentrações de CO2 e NOx, 11740 mg/Nm³ e 34,1 mg/Nm³ respectivamente, foram emitidas na combustão do bagaço com teor de umidade de 8,5%. Em relação ao material particulado, a maior concentração obtida (1.181.652,0 μg/Nm³) foi para partículas de diâmetro igual a 0,0746 μm, ou seja, partículas ultrafinas, que são extremamente prejudiciais à saúde humana e ao meio ambiente. Isto evidencia a importância do monitoramento das emissões provenientes da combustão da cana-de-açúcar e o controle destas emissões por equipamentos de coleta...