Oxy-Fuel explicado:como o oxigênio puro melhora a eficiência da usina

Oxi-combustível é a queima de combustível com oxigênio puro em vez da mistura de oxigênio, nitrogênio e dióxido de carbono no ar. Quando o combustível é queimado com oxigênio puro, qualquer conteúdo de dióxido de carbono pode ser armazenado sem a necessidade de remover o nitrogênio, o que é uma etapa crítica na purificação de resíduos em usinas de energia. Os gases liberados pelas usinas de energia são 75% de nitrogênio, que precisa ser removido de qualquer vapor de dióxido de carbono. A aplicação mais promissora é em usinas de energia a carvão, mas turbinas a gás, produção de oxigênio e aplicações de soldagem também podem se beneficiar.

As usinas de carvão podem ser reconfiguradas para queimar oxicombustível sem alterar o projeto da caldeira, embora a temperatura de queima seja alta para a maioria das caldeiras. O processo de combustão de oxicombustível resulta em carvão com uma temperatura de combustão muito mais alta, mas isso pode ser controlado misturando oxigênio com vapor ou gás de combustão de outros processos da planta. O nitrogênio está presente na caldeira apenas em níveis baixos e pouco nitrogênio ou óxido nítrico é produzido para contaminar o ar.

Os gases de combustão resultantes da queima de combustíveis fósseis com oxicombustível são isentos de nitrogênio. O dióxido de carbono e a água são os principais componentes do gás, que podem ser concentrados em correntes de dióxido de carbono quase puro. A vantagem é que o gás restante pode ser comprimido, seco e purificado de forma muito mais rápida e econômica do que os métodos tradicionais, antes de ser transportado para armazenamento.

O ciclo da turbina a gás é melhorado através do uso de oxicombustível, mas como as pás da turbina a gás não toleram bem altas temperaturas, as turbinas requerem um redesenho para operar com combustível oxigenado. O gás de combustão de alta temperatura que sai de uma turbina modificada torna o ciclo de vapor mais eficiente. A soldagem e o corte com oxicorte também proporcionam aos soldadores maior controle sobre a quantidade de calor gerada, para que a temperatura de uma zona de soldagem possa ser mantida em níveis seguros. O tamanho e a forma do cordão de solda são mais facilmente controlados e as alterações necessárias para usar oxi-combustível na soldagem são bastante simples.

Aplicações completas de oxicombustível ainda estão sendo desenvolvidas. A tecnologia foi testada nos Estados Unidos, Canadá, Europa e Japão, e a menor complexidade e riscos da tecnologia são atraentes. A procura de centrais de carvão limpas e de instalações de produção de energia que sejam mais seguras para o ambiente poderá desencadear um grande aumento nos sistemas de combustível à base de oxigénio à medida que a tecnologia avança. A produção de oxigénio e a sua separação do ar a um custo inferior ao dos métodos criogénicos também pode ser possível.

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Por Andrew Kirmayer
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