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Manuseio de materiais para o setor de energia

Sobre o setor de energia

O setor de energia opera por meio da geração, transmissão e distribuição de eletricidade, utilizando uma variedade de fontes de energia. Essas fontes incluem combustíveis fósseis (carvão, gás natural e petróleo), energia nuclear e recursos cada vez mais renováveis, como energia solar, eólica, hidrelétrica e geotérmica. O setor está passando por uma mudança transformadora da dependência de combustíveis fósseis para soluções energéticas sustentáveis e de baixo carbono, impulsionadas por preocupações ambientais, fatores econômicos e avanços tecnológicos.

Usinas elétricas a carvão: Do domínio ao declínio

Carvão (composto principalmente por carbono (C), juntamente com quantidades variáveis de enxofre (S), nitrogênio (N), e oxigênio (O)) tem sido historicamente a pedra angular da geração de eletricidade devido à sua abundância e densidade energética. Em uma usina elétrica a carvão, o carvão pulverizado é queimado em um forno para produzir calor, que converte a água em vapor de alta pressão. O vapor aciona uma turbina conectada a um gerador elétrico, convertendo a energia térmica em energia mecânica e depois em energia elétrica.

No entanto, o uso do carvão está diminuindo devido ao seu impacto ambiental significativo, incluindo altas emissões de dióxido de carbono (CO₂), um dos principais gases de efeito estufa. Essas emissões, juntamente com poluentes como dióxido de enxofre (SO₂) e óxidos de nitrogênio (NOₓ), contribuem para as mudanças climáticas, a chuva ácida e a poluição atmosférica.

Lavagem de gás de combustão e produção de gesso sintético

Para mitigar os danos ambientais, as usinas de carvão modernas incorporam sistemas de dessulfurização de gás de combustão (FGD). Esse processo remove SO₂ dos gases de escapamento, reagindo-o com uma pasta de carbonato de cálcio (CaCO₃), comumente encontrado no calcário. As reações químicas são:

  1. SO₂ + CaCO₃ → CaSO₃ + CO₂
  2. CaSO₃ + ½ O₂ + 2H₂O → CaSO₄-2H₂O


O produto final, sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO₄-2H₂O), O gesso sintético é idêntico em composição ao gesso de ocorrência natural. Esse material é usado na construção civil, especialmente na fabricação de drywall, transformando um produto residual em um recurso valioso.

Conversão de resíduos em energia

Em algumas aplicações inovadoras, os resíduos da combustão de carvão, como cinzas volantes (compostas de silicatos e óxidos de alumínio (Al), silício (Si), ferro (Fe), e cálcio (Ca)), é reaproveitado na produção de concreto. Da mesma forma, a energia pode ser extraída de resíduos sólidos urbanos (MSW) por meio de combustão ou gaseificação avançada, convertendo materiais residuais em eletricidade e calor e minimizando o uso de aterros sanitários.

Transição para energia renovável

O setor de energia está passando por uma mudança de paradigma à medida que as energias renováveis se tornam cada vez mais viáveis. Os painéis solares (compostos de semicondutores como silício (Si)) aproveitam os fótons para excitar os elétrons e criar uma corrente elétrica por meio do efeito fotovoltaico. As turbinas eólicas convertem a energia cinética do movimento do ar em energia mecânica usando materiais avançados, como compostos de carbono (C) e resinas epóxi para lâminas leves e duráveis.

Os sistemas hidrelétricos utilizam a energia potencial gravitacional da água armazenada em represas, convertendo-a em energia cinética e depois em energia elétrica por meio de turbinas. A energia geotérmica explora o calor do decaimento radioativo de elementos como urânio (U) e tório (Th) dentro da crosta terrestre para produzir vapor para a geração de eletricidade.

O papel do hidrogênio e do armazenamento de energia

Hidrogênio (H₂) está surgindo como uma fonte de energia limpa. Produzido por eletrólise (divisão H₂O usando eletricidade), ele pode armazenar o excedente de energia renovável e liberá-lo por meio de células de combustível, combinando hidrogênio com oxigênio (O₂) para produzir água e eletricidade.

Tecnologias de armazenamento de energia, como baterias de íons de lítio (usando lítio (Li), cobalto (Co), e níquel (Ni)) permitem a estabilização de fontes renováveis intermitentes. O armazenamento hidrelétrico bombeado e as tecnologias emergentes, como as baterias de fluxo redox de vanádio, também contribuem para a confiabilidade da rede.

Orientações futuras

À medida que a adoção de energia renovável se acelera, as inovações na infraestrutura de rede, incluindo redes inteligentes e supercondutores avançados, otimizarão a distribuição de energia e minimizarão as perdas. A integração de sistemas descentralizados, como a energia solar no telhado e as microrredes, capacitará as comunidades locais e aumentará a resiliência energética.

O setor de energia está em um momento crítico, passando de um modelo centralizado e baseado em combustíveis fósseis para um ecossistema de energia sustentável e diversificado. Essa transição está alinhada com as metas globais de mitigação das mudanças climáticas, redução da poluição e segurança energética.

Além disso, os combustíveis alternativos, incluindo biomassa e resíduos sólidos municipais, estão ganhando força à medida que os produtos residuais são convertidos em energia. Muitos combustíveis de biomassa derivam de matérias-primas renováveis, como milho, cana-de-açúcar e madeira, apoiando um ciclo de energia mais sustentável. Juntamente com esses avanços, as organizações do setor de energia estão tomando medidas essenciais para reduzir as emissões, limitar o metano e participar de iniciativas de captura, utilização e armazenamento de carbono para diminuir sua pegada de carbono geral.

Por fim, o principal subproduto da queima de carvão são as cinzas. A cinza é uma matéria mineral não combustível. Geralmente, é uma fonte rica em ferro, que pode ser usada em Fabricação de cimento.

Experiência da WTW Americas no setor de energia

Com mais de 40 anos de experiência e mais de 1.070 instalações em 66 países, a WTW Americas tem um histórico comprovado no projeto e na fabricação de soluções para armazenamento, transporte, processamento e distribuição de combustíveis tradicionais e alternativos no setor de energia.

Nossos equipamentos são projetados para suportar as condições extremas inerentes aos processos do setor de energia, garantindo confiabilidade e durabilidade. À medida que o setor de energia se volta para as fontes renováveis, a WTW Americas continua comprometida com a engenharia de precisão, monitorando continuamente os novos requisitos e inovações para atender às necessidades em evolução de transporte, distribuição e entrega de energia. Nosso profundo conhecimento dos desafios exclusivos do setor de energia nos diferencia como um parceiro confiável nesta era de transformação.

Recebimento de material

No início do processo do setor de energia, Máquina de descarga de caminhão da WTW Americas (TDM) serve como a máquina ideal para receber matérias-primas. O TDM foi projetado especificamente para acelerar o descarregamento de materiais em uma instalação de processamento, sem a necessidade de escavação dispendiosa e exigindo um mínimo de trabalho civil. A instalação completa de descarga pode receber material a granel de caminhões, carregadores frontais, barcaças e vagões ferroviários. A TDM aceitará uma carga completa de material de caminhão e pode ser descarregada de 0 a 1.200 t/h a taxas constantes ou variáveis. Nossa máquina de descarga de caminhão também pode receber combustíveis alternativos, resíduos sólidos municipais, combustível derivado de resíduos e carvão, entre outros materiais a granel.

Transporte

Na WTW Americas, fabricamos sistemas de resfriamento e recuperação de cinzas de caldeiras. À medida que as cinzas da caldeira caem em um banho de água, nossos Transportadores de corrente TKF podem limpar a parte inferior do sistema de resfriamento de cinzas da caldeira, transportando o material de forma contínua. Padrão ou especificamente projetados, os transportadores de corrente da WTW Americas TKF são autolimpantes, podem funcionar na horizontal, inclinados e até mesmo na vertical, com larguras de 0,25 a 2 metros. Nossas soluções de transportadores de corrente foram rigorosamente testadas para garantir o sucesso após a instalação no campo.

Os parafusos, os pinos e as tolerâncias transformam nossa corrente em um sistema duradouro e livre de problemas. Todos os conectores e pinos são feitos de aço-liga de alta qualidade que é submetido a tratamentos especiais para aumentar sua duração e resistência ao desgaste.

Materiais pegajosos, quentes (até 750 ºC) e abrasivos, como gesso sintético, lodo ou clínquer, são facilmente transportados de 0 a 1.000 t/h. Nossos transportadores de corrente de corrente de um e dois fios, projetados na Alemanha, são um meio confiável de transportar

Descarga, alimentação e distribuição à prova de poeira no setor de energia

As usinas de energia geralmente exigem equipamentos especializados para armazenamento, manuseio e alimentação de materiais a granel. Os sistemas devem ser capazes de gerenciar materiais como carvão, argila, calcário (CaCO₃) e gesso para dessulfurização de gás de combustão (FGD) (CaSO₄-2H₂O) de forma eficiente e confiável para apoiar o processo geral de produção de energia. Mais da metade de nossas instalações está voltada para o manuseio de calcário, gesso e gesso FGD.

Máquina de descarga de silos (SDM)

WTW's Máquina de descarga de silos (SDM) oferece uma solução versátil para extrair e alimentar materiais a granel pegajosos armazenados em silos. Com diâmetros que variam de 1,5 a 6 metros e capacidades de até 1.000 t/h, o SDM foi projetado para lidar com materiais desafiadores, como substâncias a granel úmidas, quentes e coesas. O braço de descarga rotativo move o material em direção à abertura de descarga central, garantindo um fluxo uniforme e evitando problemas como solidificação, formação de pontes ou formação de espuma.

O SDM é particularmente adequado para:

  • Armazenamento de carvão e alimentação de caldeiras.
  • Manuseio de calcário para lavagem de gás de combustão.
  • Armazenamento de gesso sintético para uso posterior em materiais de construção.


O projeto de precisão do SDM garante eficiência energética e operação ininterrupta, tornando-o essencial para manter a continuidade do processo em usinas de energia.

Máquina de descarga de bunker (BDM)

O Máquina de descarga de bunker (BDM) é outra ferramenta essencial, projetada para a recuperação de materiais difíceis de manusear em pilhas de estoque, tremonhas ou depósitos abobadados. Ele pode transportar materiais a granel como calcário, gesso FGD ou carvão com taxas de recuperação entre 10 e 2.500 t/h. Montado sobre trilhos, o BDM move-se pelas prateleiras do bunker para descarregar o material em um sistema de transporte, permitindo o manuseio de materiais em larga escala em usinas de energia.

Integração no processo de produção de energia

Os materiais descarregados desempenham papéis fundamentais:

  1. Carvão: queimado em caldeiras de usinas de energia para gerar calor e produzir vapor para a geração de eletricidade.
  2. Calcário: Usado na dessulfurização de gás de combustão para remover SO₂ dos gases de escape, convertendo-o em gesso sintético.
  3. Gesso sintético: Um subproduto de usinas de energia movidas a carvão, reaproveitado na construção, exemplificando os esforços do setor para minimizar o desperdício e promover a sustentabilidade.

Rumo à energia renovável: Uma mudança transformadora

A dependência da energia a carvão está diminuindo à medida que o setor faz a transição para fontes de energia renováveis mais limpas, como a solar, a eólica e a hidrelétrica. No entanto, os sistemas de manuseio de materiais a granel continuam sendo essenciais para o gerenciamento da infraestrutura de energia renovável, incluindo materiais para armazenamento de baterias e produção de hidrogênio.

Equipamentos avançados como o SDM e o BDM continuam a desempenhar um papel importante na garantia da eficiência operacional, seja em usinas baseadas em combustíveis fósseis ou em tecnologias renováveis emergentes. Essas inovações exemplificam como a engenharia de precisão apóia as metas mais amplas de sustentabilidade e eficiência energética do setor de energia.

Ao integrar os avançados sistemas de transporte, descarga e manuseio da WTW Americas, os produtores de cimento podem atingir um alto nível de confiabilidade do processo, garantindo uma produção ininterrupta e contribuindo para a eficiência energética geral no processo altamente exigente de fabricação de cimento. Todos os nossos equipamentos podem ser modificados para atender a necessidades específicas do setor.

Para obter mais informações sobre nossos equipamentos, visite nosso site página de equipamentos.

Saiba mais

Para saber mais sobre os equipamentos e a experiência da WTW Americas no setor de energia, envie um e-mail para info@wtwamericas.com ou ligue para +1705-749-3544.

Entre em contato conosco

E-mail
info@wtwamericas.com

Telefone
705-749-3544

Endereço
159 King St. Suite 208
Peterborough, ON, Canadá
K9J 7H7

A WTW Americas é especializada no manuseio de materiais a granel pegajosos, úmidos, quentes (até 750°C), abrasivos e de fluxo não livre.

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