A Amager Bakke, uma instalação revolucionária localizada na capital dinamarquesa, transforma resíduos não recicláveis em eletricidade e aquecimento urbano, atendendo às necessidades de residências e empresas.
1. Recebimento de Resíduos Combustíveis
A ARC recebe resíduos combustíveis de aproximadamente 600.000 cidadãos e 68.000 empresas, e fornece electricidade e aquecimento urbano à cidade. Aproximadamente 50% dos resíduos combustíveis que a Amager Bakke recebe dos municípios proprietários provêm de residências particulares. O resto é de empresas.
Amager Bakke aceita apenas resíduos que não podem ser reciclados. Isto é importante porque é muito melhor para o ambiente e para o clima reciclar coisas e materiais do que utilizá-los como energia.
Diariamente de 250-300 caminhões que transportam resíduos são pesados e registados. Cerca de 5% deles são selecionados para verificações aleatórias para garantir que os resíduos são adequados para incineração. Verificamos se os resíduos que transportam estão bem separados e não contêm nada que possa danificar a fábrica ou que seja tóxico.
2. Silo de Resíduos
Na sala de descarga, os resíduos são despejados diretamente em um silo de 30 x 50 metros e 36 metros de altura. O silo pode conter aproximadamente 22 mil toneladas de resíduos, o equivalente a três semanas de resíduos provenientes dos municípios proprietários da Amager Bakke. Duas garras automáticas misturam os resíduos até formar uma massa uniforme. A uniformidade é importante para que o processo de incineração seja o mais estável possível.
Depois que os resíduos são misturados, as garras os levam para as tremonhas de alimentação do incinerador. Cada garra pode suspender até 15 toneladas de resíduos. Para reduzir os odores desagradáveis dos resíduos, a área de carga é mantida a uma pressão inferior à pressão do ar ambiente. O ar extraído do salão é utilizado nos incineradores.
3. Incineradores
As duas plantas incineradoras idênticas da Amager Bakke têm, cada uma, capacidade de 25 a 42 toneladas de resíduos por hora. Quando os resíduos são colocados nas tremonhas de alimentação, eles caem em um poço. Forma aqui um tampão hermético, para manter a pressão negativa no incinerador. A parte inferior do incinerador é composta por 24 fileiras de placas de aço perfuradas. Cada fileira pode se mover, formando uma enorme esteira ondulada, chamada esteira de grelha. À medida que os resíduos avançam, eles se inflamam gradualmente. A queima dos resíduos no incinerador leva de 1,5 a 2 horas a uma temperatura de 950 a 1.100 °C. A temperatura é controlada soprando ar pelos orifícios das grelhas. Quando os resíduos chegam ao final da grelha, praticamente toda a energia foi libertada como fumo aquecido.
Para cada tonelada de resíduos, a Amager Bakke pode produzir 2,7 MWh de aquecimento urbano e 0,8 MWh de eletricidade
4. Escória e Cinzas
Quando os resíduos são incinerados, 17-20% em peso permanecem como escória. A escória consiste em cinzas de resíduos, cascalho, areia, metais e outros materiais incombustíveis. A escória é coletada em um silo de escória separado e transportada para uma instalação de triagem. É virado e regado por 3-4 meses. Este processo é chamado de maturação. O objetivo é fazer com que as partículas de metais pesados se liguem às partículas de escória para que não possam ser removidas. Após a maturação, os metais são removidos para reciclagem. Para cada 200 kg de escória, podem ser extraídos 10-15 kg de metais, que podem ser reciclados. A escória é então peneirada e pode ser usada para preenchimento de projetos de construção.
As cinzas extraídas da fumaça pelos filtros da planta contêm altas concentrações de metais pesados e outros oligoelementos. Estas substâncias provêm de resíduos que não foram separados corretamente, por exemplo, baterias. Cinzas e outros subprodutos da purificação de fumaça são usados como substitutos da cal para neutralizar resíduos de outras indústrias. A mistura adquire uma dureza semelhante à do cimento e é utilizada para recriar a paisagem de uma pedreira de calcário abandonada.
5. Caldeiras
Amager Bakke possui duas caldeiras, cada uma delas composta por uma caixa com muitos tubos bem ajustados que transportam água sob alta pressão. Os incineradores são integrados às respectivas caldeiras, para que a fumaça quente do incinerador suba e transfira sua energia térmica diretamente para a água nas tubulações. Uma bomba mantém alta pressão nas tubulações, de forma que o vapor produzido tenha pressão de 69 bar e temperatura de 440 graus. Cada caldeira pode produzir até 137 toneladas de vapor por hora. O vapor de ambas as caldeiras é coletado em uma tubulação de vapor comum, chamada de trilho de vapor, e canalizado para a turbina a vapor. Para evitar que os incineradores e caldeiras se expandam ao aquecerem, eles não ficam no chão, mas são suspensos no teto por um berço de aço.
90% da energia dos resíduos é convertida em vapor de alta pressão.
6. Turbinas e Trocadores de Calor
Uma turbina a vapor consiste em uma série de pás impulsoras montadas em um eixo. À medida que o vapor se expande através dos impulsores, é gerada energia cinética e o eixo começa a girar. O eixo está conectado a um gerador, que converte a energia em eletricidade. A produção de eletricidade é de até 63 MW.
Depois que a turbina retira a pressão e o calor do vapor, a energia térmica ainda permanece. Essa energia é utilizada nos trocadores de aquecimento urbano. A água do aquecimento urbano é aquecida nos permutadores e depois bombeada para a rede de aquecimento urbano. Quando o calor da água é aproveitado pelos consumidores, a água é devolvida e aquecida novamente. A produção de aquecimento urbano é de até 247 MW.
Amager Bakke pode adaptar a produção de eletricidade e aquecimento urbano às necessidades dos consumidores. Se for necessária muita eletricidade, todo o vapor será alimentado pela turbina. Mas se for necessário muito aquecimento urbano, o vapor é desviado pela turbina e diretamente para os trocadores de calor. Os resíduos são um recurso, por isso a ARC adapta a produção às necessidades da cidade todos os dias, durante todo o ano. Se for necessária muita energia, a planta converte mais resíduos do que quando a demanda é baixa. Desta forma, a Amager Bakke apoia a energia renovável proveniente da energia eólica e solar.
7. Purificação dos Gases de Combustão
Depois que a fumaça passa pelas caldeiras e libera seu calor, ela deve ser purificada. Cada linha de incinerador possui um sistema separado de purificação de fumaça, que consiste em um filtro elétrico, um catalisador, três lavadores e um filtro de poeira. O sistema de purificação de fumaça da Amager Bakke é um dos melhores do mundo. Amager Bakke é também a primeira central de energia residual na Dinamarca a ser equipada com um catalisador para remover óxidos de azoto (NOx).
A maior parte da poeira e das cinzas da fumaça, o que chamamos de cinzas volantes, é removida pelo filtro elétrico. A fumaça passa então pelo catalisador, que remove o NOx. O primeiro purificador remove ácido clorídrico, mercúrio e outras substâncias indesejáveis, enquanto o segundo remove dióxido de enxofre com cal. O terceiro depurador é um 'depurador de condensação'. O vapor de água é condensado em gotículas de água aqui, para que as bombas de calor possam utilizar o calor residual da fumaça. O calor residual é enviado através de trocadores de calor para a rede de aquecimento urbano. No total, aproximadamente 20% da produção de aquecimento urbano provém das bombas de calor ligadas ao sistema de purificação de fumos. A última etapa de purificação é um filtro de poeira úmido, que remove os últimos restos de poeira da fumaça.
Antes que a fumaça purificada chegue à chaminé, ela passa por uma estação de medição, que registra constantemente o teor de poluentes. Isto significa que a ARC pode garantir que todos os requisitos ambientais sejam cumpridos.
8. Tratamento de Água
Os resíduos contêm muita água, gerando muito vapor d'água na incineração. A maior parte da água é coletada pelo sistema de purificação de fumaça. Em plena carga, nos dois incineradores, são produzidos até 13 m3 de águas residuais por hora. As águas residuais começam com um valor de pH entre 0,5 e 2,5 e são purificadas e neutralizadas em quatro etapas:
Primeiramente, são adicionadas cal e soda cáustica, que neutralizam as águas residuais a um valor de pH entre 7 e 8. Na etapa seguinte, as partículas da água depositam-se como lodo em grandes tanques. O lodo úmido é encaminhado para um filtro-prensa, onde a maior parte da água é espremida. O lodo é coletado em um recipiente e despejado junto com as cinzas volantes. Na terceira etapa, a água passa por filtros de areia e removedores de amônia. As partículas menores que não haviam assentado anteriormente são então filtradas. O excesso de amônia nos decapantes de amônia é reciclado para limpeza de chaminés. A última etapa de limpeza consiste em filtros de carbono e troca iônica. Estes removem os últimos restos de materiais orgânicos e metais.
9. Monitoramento
Toda a usina funciona 24 horas por dia, 7 dias por semana, 365 dias por ano, e o processo é monitorado 24 horas por dia – desde a pesagem até o tratamento da água. Um Sistema de Controle, Regulação e Monitoramento, com aproximadamente 10 mil pontos de alarme e sistemas visuais, permite que os colaboradores da sala de controle acompanhem todo o processo.
Amager Bakke possui 850 bombas, sopradores e compressores, 1.800 válvulas e 3.300 instrumentos de medição.
A Amager Bakke representa um marco na gestão de resíduos e na produção de energia, demonstrando como a tecnologia moderna pode transformar desafios ambientais em soluções sustentáveis.
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