Análise de Pellets

O combustível de pellets é uma alternativa de aquecimento residencial renovável, de queima limpa e com custo estável. É um produto de biomassa produzido a partir de materiais renováveis ​​(geralmente resíduos de madeira reciclada). Existem muitas residências que usam pellets de madeira para aquecimento, em fogões independentes, lareiras embutidas, fornalhas e caldeiras. O combustível de pellets para aquecimento também é usado em ambientes de grande porte, como escolas e prisões. Os pellets são produzidos em instalações de fabricação e vendidos em revendedores de lareiras, viveiros, lojas de materiais de construção e lojas de ração e artigos para jardinagem. Resumindo, o combustível de pellets é uma maneira de converter milhões de toneladas de resíduos em energia, evitando que sejam enviados para aterros sanitários.

Exemplos de combustíveis de biomassa incluem madeira, pellets de madeira, aparas de madeira, resíduos de papel e vários outros produtos e subprodutos agrícolas que podem ser usados ​​para energia. O princípio mais básico da biomassa é que ela é renovável. A notável consistência e eficiência de combustão do combustível de pellets produz uma pequena fração das emissões de partículas da biomassa bruta. Os queimadores de pellets apresentam as menores emissões de material particulado entre todos os queimadores de combustível sólido. Com iniciativas florestais sustentáveis ​​adequadas e gestão agrícola, a biomassa é praticamente ilimitada e tem um preço relativamente estável em comparação aos combustíveis fósseis.

Muitos fabricantes de pellets pegam subprodutos como resíduos de madeira e os processam em pellets do tamanho de um lápis, uniformes em tamanho, formato, umidade, densidade e conteúdo energético. A biomassa bruta não é queimada diretamente porque seu teor de umidade fica entre 20% e 60%. No entanto, o teor de umidade dos pellets é significativamente menor (4% a 8% de água). Além disso, a densidade do combustível de pellets é significativamente maior que a da biomassa bruta. Mais combustível pode ser transportado em uma determinada área de transporte e mais energia pode ser armazenada no local. Enquanto isso, os pellets são processados ​​de forma mais fácil e previsível. Seu formato e tamanho uniformes permitem um sistema de alimentação menor e mais simples, o que reduz custos. Esse formato uniforme e de alta densidade pode ser armazenado em silos padrão, transportado em vagões e entregue em contêineres de caminhão.

A análise de pellets no contexto de combustíveis geralmente se refere ao exame e teste de pellets de combustível, como aqueles feitos de biomassa, madeira ou material nuclear, para avaliar sua qualidade, composição e características de desempenho. Existem dois conceitos básicos aqui:

• Análise de pellets de combustível de biomassa/madeira: Usado em sistemas de aquecimento, fogões ou usinas de energia. A análise inclui os seguintes parâmetros principais:
  • Teor de umidade: afeta a eficiência da combustão.
  • Teor de cinzas (muito): significa mais resíduos e manutenção.
  • Valor calorífico (conteúdo energético): Quanta energia o pellet libera.
  • Densidade aparente: afeta o armazenamento e o transporte.
  • Durabilidade: Quão facilmente os pellets quebram ou produzem poeira
  • Teor de cloro/enxofre: muito pode corroer o equipamento.

Nessas análises, toma-se como base a norma “ISO 17225-2 Biocombustíveis sólidos - Propriedades e classes de combustíveis - Parte 2: Pellets de madeira classificados”. Esta norma descreve as classes de qualidade de combustível e as características de pellets de madeira classificados para usos industriais e não industriais. Esta norma abrange apenas pellets de madeira produzidos a partir das seguintes matérias-primas:

• Floresta, plantação e outras madeiras virgens
• Subprodutos e resíduos da indústria de processamento de madeira
• Madeira usada que não foi tratada quimicamente

Pelotas de biomassa tratadas termicamente (por exemplo, pelotas torrefeitas) não estão incluídas no escopo desta norma.

• Análise de pellets de combustível nuclear: Na energia nuclear, os pellets de combustível são geralmente derivados de dióxido de urânio e usados ​​em barras de combustível para reatores. A análise inclui os seguintes parâmetros principais:
  • Densidade e porosidade do pellet: afeta a quantidade de combustível que caberá em uma haste e como ela se comportará sob pressão.
  • Tamanho de grão, defeitos de superfície e microestrutura: Tamanho de grão, rachaduras, defeitos e similares.
  • Composição química e enriquecimento: Especialmente para urânio enriquecido.
  • Liberação de gás de fissão (pós-irradiação): testa como gases como xenônio e criptônio escapam durante o uso.
  • Condutividade térmica: afeta como o calor é transferido.

Esses testes geralmente são realizados em laboratórios altamente controlados após irradiação em células quentes com instrumentos robóticos.

Os padrões internacionais usados ​​na análise de pelotas incluem, mas não estão limitados ao seguinte:

• ISO 17225-2 Biocombustíveis sólidos - Propriedades e classes de combustíveis - Parte 2: Pellets de madeira classificados
• Especificação padrão ASTM C776-17 para pelotas de dióxido de urânio sinterizado para reatores de água leve. Esta norma é para pelotas de dióxido de urânio sinterizadas acabadas. Aplica-se a pelotas de dióxido de urânio contendo urânio em qualquer concentração de 235U para uso em reatores nucleares. Esta norma reconhece a presença de urânio reprocessado no ciclo do combustível e, portanto, define limites isotópicos para pelotas de dióxido de urânio feitas de dióxido de urânio de qualidade comercial. Esse dióxido de urânio de grau comercial é definido de modo que, do ponto de vista do projeto e da fabricação do combustível, o produto seja essencialmente equivalente ao feito de urânio não irradiado. O dióxido de urânio que estiver fora desses limites não pode necessariamente ser considerado equivalente e, portanto, pode precisar de disposições especiais na instalação de fabricação de combustível ou no projeto do combustível.
• Métodos de teste padrão ASTM C759-10 para análise química, espectrométrica de massa, espectroquímica, nuclear e radioquímica de soluções de nitrato de plutônio de grau nuclear (Guia para inspeção de pelotas de combustível nuclear). Esta norma descreve procedimentos de análise química, espectrométrica de massa, espectroquímica, nuclear e radioquímica para determinar se soluções de nitrato de plutônio de grau nuclear estão em conformidade com as especificações.
• Método de teste padrão ASTM C1674-16 para resistência à flexão de cerâmicas avançadas com porosidade projetada (canais celulares em forma de favo de mel) em temperaturas ambientes (Avaliação de microestrutura para pelotas de dióxido de urânio sinterizado). Esta norma descreve um método de teste para determinar a resistência à flexão (módulo de ruptura à flexão) de estruturas cerâmicas avançadas com arquitetura de canal em favo de mel bidimensional sob condições ambientais.

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