Formação de Depósitos em Caldeiras

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COMBUSTÃO DO LICOR 
PRETO – PARTE II
PROF. DANIEL SATURNINO
FORMAÇÃO DE DEPÓSITOS
▪ O licor preto contém um teor considerável de químicos 
inorgânicos
▪ Durante as reações de combustão e redução 
quantidades significativas de compostos com álcali 
vaporizam
▪ Pequenos fragmentos de carbono e gotas de licor podem
ser arrastadas pelos gases
▪ Este material sólido, dependendo das condições pode se 
depositar nas superfícies dos tubos
▪ À medida que os depósitos crescem a transferência de 
calor é reduzida
CAUSA PARA FORMAÇÃO DE DEPÓSITOS
▪ Encontrar a causa para a formação de depósitos na caldeira
pode ser feita inicialmente examinando o comportamento 
operacional do equipamento:
▪ Quão rápida é a formação dos depósitos
▪ Que medidas indicam seu progresso
▪ A formação é contínua ou há estágios de equilíbrio
▪ Há qualquer condição anormal ou descontrole 
operacional que correlacionam com eventos de rápida 
formação de depósitos
▪ A caldeira opera estável a maior parte do tempo
MÉTODOS DE MONITORAMENTO
OBSERVAÇÃO VISUAL
PREDIÇÃO DOS PARÂMETROS OPERACIONAIS
MUDANÇA DO PARÂMETRO MEDIDO
MUDANÇA DO VALOR CALCULADO
MEDIDAS DE QUEDA DE PRESSÃO
MEDIDAS DE TEMPERATURA DOS GASES DE EXAUSTÃO
MEDIDAS DA TEMPERATURA DA ÁGUA/VAPOR
DEPÓSITOS NOS SUPERAQUECEDORES
DEPÓSITOS NOS SUPERAQUECEDORES
▪ Depósitos nos superaquecedores são formados 
principalmente por dois mecanismos, impacto inercial 
e deposição por fumos
▪ A Composição pode ser explicada assumindo 
diferentes frações de mistura de partículas 
arrastadas (carryover) e vaporizadas (fume)
▪ As velocidades dos gases de exaustão na área 
dos superaquecedores são relativamente baixas (3 
– 5 m/s) 
▪ Isto cria boas condições para separação de 
grandes partículas, maiores que 10 μm
DEPÓSITOS NA BANCADA DE BALÕES
DEPÓSITOS NA BANCADA DE BALÕES
▪ O entupimento da bancada de balões é o mais 
problemático ponto de formação de depósitos 
nas caldeiras
▪ Há vários indicadores para a chance deste
fenômeno ocorrer
▪ Baixa temperatura de fusão do depósito
▪ Aumento do teor de cloreto no licor preto
▪ Alta temperatura dos gases na bancada de balões
▪ Rápida sinterização dos depósitos
DEPÓSITOS NOS ECONOMIZADORES
▪ A formação de depósitos nos Economizadores é
favorecida por cinzas com baixo valor de pH
▪ Alto teor de sólidos secos aumenta a temperatura da
fornalha
▪ Alta temperatura na fornalha inferior aumenta a liberação
de sódio e potássio, e por conseguinte o teor de
carbonato nas cinzas
▪ Cinzas com baixo pH são aderentes e difíceis de 
remover das superfícies
▪ Na prática, uma solução de 10% em massa de cinza na 
água deve resultar em um pH de no mínimo 10
PREDIÇÃO DA DEPOSIÇÃO
Depósitos diminuem h
h não muda linearmente com a vazão
Medidas confiáveis dos gases de 
exaustão são difíceis
Tg
Tw
gas
Superfície de 
transferência 
de calor
O/
A ( Tg - Tw )
=h
Uso do coeficiente de transferência de 
calor:
PREDIÇÃO DA DEPOSIÇÃO
Depósitos bloqueiam a área
de escoamento
Aumento da velocidade leva
a maior perda de carga pi
po
gas
Superfície
de troca 
de calor
Uso da medida da perda de carga
i
 p = p - po ~  v
2
QUEDAS DE PRESSÃO TÍPICAS
superheaters
boiler bank 
eco2
eco1
P
re
s
s
u
re
 l
o
s
s
,[
P
a
]
800
600
400
200
60
1 3 5 7 9 11 13
Niemitalo and Vakkilainen, 1994 days after startup
Mudanças de vazão alteram queda de pressão por área
Quedas de pressão mostram comportamento estável
Deposição nas bancadas de balões e economizadores
estabilizam depois de alguns dias
TEMPERATURA NOS SUPERAQUECEDORES
T
e
m
p
e
ra
tu
re
 r
a
is
e
,[
o
C
]
superheater I
superheater II 
superheater III
Niemitalo and Vakkilainen, 1994
140.
130.
120.
110.
100.
90.
80.
70.
60.
50.
40.
30.
20.
10.
0.
1 3 5 7
days after startup
9 11 13 60
Aumentos de temperatura reduz inicialmente
Variações de carga causam poucas mudanças nas deposições
Deposição nos superaquecedores reduz depois de 10 a 20 dias
QUEDA DE TEMPERATURA NOS 
DESSUPERAQUECEDORES
T
e
m
p
e
ra
tu
re
 d
ro
p
,
[o
C
]
100.
90.
80.
70.
60.
50.
40.
30.
20.
10.
0.
1 3 5 7 9
days after startup
11 13 60
attemperating I 
attemperating II
attemperating III
Niemitalo and Vakkilainen, 1994
Mudanças de vazão escoamento nos dessuperaquecedores
Dessuperaquecedores mostram estabilidade depois 10 a 20 dias 
Deposição nas várias superfícies aumentam as temperaturas na 
entrada de gases e dessuperaquecedores
FORMAÇÃO DE CINZAS E DEPÓSITOS
▪ Metais alcalinos nas gotas de licor preto em combustão
vaporizam
▪ Elas reagem com os gases na fornalha e condensam em
pequenas partículas
▪ Este processo é chamado formação de fumos
▪ Parte do licor preto é levado com os gases exaustão 
▪ Ele forma as partículas de arraste
▪ Também há material que é fisicamente ejetado das gotas 
de licor preto em combustão
▪ Durante a combustão do carbono partículas de tamanho 
intermediário são formadas no leito
FORMAÇÃO DE FUMOS
▪ Quando os gases de exaustão são resfriados os vapores 
alcalinos tornam-se supersaturados
▪ Vapores supersaturados formam partículas por
▪ nucleação homogênea: duas moléculas de vapor se juntam para 
formar uma pequena partícula 
▪ Vapores então começam a condensar nestas partículas
▪ Óxidos metálicos e outras impurezas servem como núcleo iniciador 
para os vapores
▪ este processo é a condensação heterogênea
▪ As partículas formadas crescem por aglomeração
▪ O tamanho médio das partículas de fumo varia de 0.5 a 1.3 
μm
TAMANHO MÉDIO DAS PARTÍCULAS
▪ O tamanho médio das partículas é constante na saída da 
fornalha
▪ Depois que a temperatura dos gases de exaustão diminuem para 
menos de 550oC as partículas de fumo que se encontram não 
aglomeram
▪ As partículas depositadas nas superfícies que se tocam podem 
crescer através de sinterização
▪ Estes aglomerados podem reentrar nos gases de exaustão
▪ Vão aparecer como partículas maiores de 20 a 30 μm na 
entrada do precipitador eletrostático
▪ A quantidade de particulado que reentra é cerca de 10 a 30% 
da vazão total de cinza
DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DA PARTÍCULA
QUANTIDADE DE FUMO
▪ A temperatura da fornalha aumenta com o aumento do 
teor de sólidos no licor preto
▪ Isto aumenta a liberação de sódio e potássio
▪ A liberação do sódio e potássio do licor preto 
depende também da espécie de madeira cozida e 
das condições de polpação
▪ A condição de queima também afeta a temperatura
da fornalha inferior
▪ Assim a taxa de formação de fumos pode variar 
extensamente
PARTÍCULAS ARRASTADAS DE LICOR
▪ As partículas arrastadas são fragmentos queimados e não 
queimados de gotas de licor preto que vão para a área superior da 
caldeira com os gases de exaustão
▪ Em caldeiras de recuperação modernas operadas próximo à 
taxa nominal de queima a quantidade típica de material 
arrastado é 2 a 4 g/Nm3
▪ A quantidade de partículas arrastadas depende das condições do 
Sistema de ar e do modelo de distribuição
▪ Normalmente o arraste diminui para menores cargas
▪ Caldeiras mais novas reduziram para 0,5 a 1,5 g/Nm3
▪ Caldeiras mais velhas produzem cerca de 5 a 8 g/Nm3
PARTÍCULAS ARRASTADAS DE LICOR
▪ As partículas arrastadas podem ser geralmente
classificadas em dois grupos:
▪ Gotas em combustão podem ser vistas como pontos claros
contra um fundo mais escuro
▪ Partículas que queimaram totalmente têm alta taxa de redução 
e contêm sulfeto de sódio
▪ Elas podem ser vistas como partículas róseas nos sopradores 
de fuligem nos superaquecedores
▪ Nas caldeiras modernas operando em alto teor de 
sólidos o teor de carbono nas partículas arrastadas 
é baixo
▪ Partículas arrastadas têm pouco cloreto e potássio
PARTÍCULAS DE TAMANHO INTERMEDIÁRIO
▪ Pequenas partículas podem ser fisicamente ejetadas 
durante a combustão da gota de licor preto
▪ Durante a combustão do carbono a liberação de 
fragmentos de 10 a 100 μm ocorre em experimentos 
laboratoriais e em plantas piloto▪ Em estudos de campo 1 a 2 g/Nm3 destas partículas 
estão presentes
▪ Em outro conjunto de experimentos de campo, 20 a 40% 
dos maiores materiais na entrada dos superaquecedores
eram partículas de tamanho intermediário 
▪ A quantidade medida foi de 1 a 3 g/sm2
PARTÍCULAS DE TAMANHO INTERMEDIÁRIO
▪ Grandes aglomerados de 0.3 a 0.7 µm de diâmetro de partículas 
primárias. 
▪ Originadas de depósitos de fumos nas superfícies, sinterizados que 
se desprendem e reentram os gases
▪ Partículas extensamente sinterizadas e irregulares com 30 a 250 
µm em diâmetro 
▪ Foram formadas por sinterização
▪ Partículas esféricas muito porosas com 5 a 100 µm de diâmetro 
▪ Resíduo de queima do licor preto
▪ Partículas esféricas densas de 5 a 250 µm
▪ Partículas irregulares, grosseiras com 3 a 40 µm de diâmetro 
▪ Advindas de impurezas minerais no licor preto
TAMANHO DAS PARTÍCULAS ARRASTADAS 
NOS GASES DE EXAUSTÃO
DEPOSIÇÃO DE PARTÍCULAS E VAPORES
▪ A deposição de partículas e vapores nas superfícies 
pode ocorrer através de múltiplos caminhos
▪ Termoforese ou transferência por gradiente 
de temperatura levam pequenas partículas à
superfície
▪ Partículas maiores são depositadas por impacto 
turbulento ou inercial
▪ Vapor ou espécies gasosas podem condensar nas
superfícies e reagir com os depósitos existentes
▪ Para partículas muito pequenas (<0.1 μm), difusão 
molecular e movimento Browniano podem dominar
TERMOFORESE
▪ Termoforese tem um papel 
importante na captura de 
pequenas partículas de 
fumo com 0.2 a 1 μm
suspensas nos gases de 
exaustão
▪ A taxa de deposição 
termoforética é
proporcional ao gradiente 
de temperatura, diâmetro 
da partícula e a sua 
concentração nos gases
D = KB d (T − T )T
T d p g s l
IMPACTO INERCIAL
▪ Para tamanhos de partícula 
maiores que 20 µm o 
principal mecanismo de 
deposição é o impacto 
inercial
▪ A eficiência de captura de um 
coletor em um escoamento 
cruzado de gases de 
combustão é principalmente
determinado por inércia, a 
qual pode ser caracterizada 
pelo número de Stokes
R
c
Stk =
l
p
l = U 
p p,0
m  d
 = p = pb p
3dp  18
2
IMPACTO TURBULENTO NAS BORDAS
▪ Mecanismo de deposição 
importante para grandes
partículas, quando a 
camada limite entre a
superfície e corrente de 
escoamento é turbulenta
▪ Dentro da camada limite 
turbulenta, há componentes 
da velocidade em direção 
às bordas, as quais são 
normais ao fluxo principal
( )u  =
pb p
2
1
2
2
l 18 l
  d
DEPOSIÇÃO DE VAPORES
▪ Vapores podem condensar por contato direto com as 
superfícies de troca térmica ou nas partículas dentro da
camada limite
▪ O vapor que condensa pode ainda reagir nas superfícies
( ) ( ) p (T )D T D T
d R
p T
T T
g v v w  ( )
c g
v g
g w
−




Iv = Sh(Tg)



v ,s w
1/2
TEOR DE LÍQUIDO NOS DEPÓSITOS
▪ Quando a cinza da caldeira de recuperação é 
aquecida ela inicialmente comporta-se como sólido
▪ Na primeira temperatura de fusão líquido aparece
▪ Acima desta temperatura existe um estado onde o 
depósito está parcialmente fundido e parcialmente sólido
▪ Dependendo do tipo de sistema, depois de pequenas
ou maiores diferenças de temperatura, o depósito se
funde completamente
DIAGRAMA DE FASE PARA SISTEMAS 
BINÁRIOS
Eutética Fusão no Mínimo
TEOR DE LÍQUIDOS NOS DEPÓSITOS
▪ As temperaturas onde 15% wt do depósito está no
estado líquido e 85% wt está no estado sólido é
chamado T15 ou temperatura de adesão
▪ As temperaturas onde 70% wt do depósito está no
estado líquido e 30% wt está no estado sólido é
chamado T70 ou temperatura de escoamento
▪ As partículas na caldeira de recuperação tendem a 
aderir nas superfícies de troca de calor e formar 
depósitos duros quando elas estão entre T15 e T70
PARTÍCULAS FORMADORAS DOS 
DEPÓSITOS
ENRIQUECIMENTO DE POTÁSSIO
▪ Fatores de enriquecimento do 
potássio variam de 1 a 2.5
▪ Fração mássica do potássio 
é 2.5±0.5 vezes o potássio no 
licor preto virgem
▪ Fração molar do potássio 
para a soma de sódio e 
potássio na cinza é 4.6±0.9 
vezes a porcentagem em 
massa do potássio no licor 
preto virgem
=
(Naamostra + Kamostra)
KLP
(NaLP + KLP)
Kamostra
K
E
CONCENTRAÇÃO DE POTÁSSIO EM 
DIFERENTES DEPÓSITOS NA CALDEIRA 
Amostras de 
cinzas da área de 
troca térmica
Alta 
concentração de
K nas superfícies 
mais frias
Enriquecimento 
sempre maior que 
a unidade
ENRIQUECIMENTO DO CLORETO
▪ Enriquecimento do cloreto 
variam de 0.3 a 6
▪ A média é 2.9
▪ Fração molar do cloreto em 
relação à soma do sódio e
potássio na cinza é 8±1 vezes 
a porcentagem em massa de
cloreto no licor preto virgem
▪ Fração mássica do cloreto
na cinza é cerca de 4±2
vezes o cloreto no licor preto
virgem
)
2LP2LP(Na + K )
2amostra2amostra
ClLP
(Na
Clamostra
Cl
+ K
E =
CONCENTRAÇÃO DE CLORETO EM 
DIFERENTES DEPÓSITOS NA CALDEIRA
Amostra de cinza
da caldeira
Alta concentração 
de cloreto nas
superfícies frias
Enriquecimento 
negativo na 
bancada de balões
COMO DECRESCER A TAXA DE DEPOSIÇÃO
▪ A taxa de deposição é uma combinação de três 
parâmetros; quantidade de partículas entrando na 
área de troca, sua habilidade de aderir às superfícies 
e a taxa de remoção pela sopra de fuligem
▪ Há várias medidas que podem ser usadas para 
decrescer a deposição na caldeira de recuperação
▪ alterar as propriedades do licor
▪ decrescer as temperaturas dos gases de exaustão
▪ decrescer a taxa de arraste
▪ melhorar limpeza das superfícies de troca
SOPRADORES DE FULIGEM NA CALDEIRA
SOPRADORES DE FULIGEM
• Tubos de 9 cm de diâmetro com 4 a 6 metros de 
comprimento
• Alimentados com vapor de alta pressão
• Utiliza choque de pressão por impacto para remover o 
depósito da superfície do tubo
• São instalados nos lados direito e esquerdo da 
caldeira na região dos superaquecedores, bancada 
de balões e dos economizadores
TIPO DE DEPOSIÇÃO NAS CALDEIRAS
▪ Partículas arrastadas em combustão
▪ Pequenas gotas em combustão com fase líquida
▪ Partículas arrastadas com material inorgânico
▪ Resíduos das gotas de licor preto
▪ Partículas vindas do leito
▪ Baixo pH na cinza
▪ SO2 nos gases de exaustão
▪ Cinza aderente
▪ K, Cl, sulfeto
ESTIMATIVA DA PROBABILIDADE DE 
DEPOSIÇÃO E CORROSÃO NA CALDEIRA
CORROSÃO FORNALHA INFERIOR
• PROVOCADA PRINCIPALMENTE PELOS GASES NO AMBIENTE INTERNO
CORROSÃO FORNALHA INFERIOR
CORROSÃO NOS SUPERAQUECEDORES
COMBUSTÃO DO LICOR PRETO
BALANÇOS GERAIS NA CALDEIRA
BALANÇO DE MASSA
▪ O controle do processo de combustão requer uma vazão 
de ar que seja compatível com a vazão de combustível 
alimentada na caldeira
▪ A quantidade de ar necessária por unidade de 
combustível depende do teor de água e do poder 
calorífico do combustível
▪ Assim licores com maior poder calorífico requerem mais 
ar
▪ Uma caldeira deveria ser capaz de processar não
somente um licor ideal, mas uma faixa de licores típicos
QUEIMA DE BIOCOMBUSTÍVEIS
▪ Biocombustíveis consistem de carbono, hidrogênio, nitrogênio, 
enxofre e oxigênio
▪ O licor preto também contém uma grande quantidade de cinza; 
compostos de sódio, potássio e cloreto
▪ A demanda de ar estequiométrica pode ser calculada
assumindo que o combustível pode ser dividido em três partes
▪ Fração orgânica, a qual queima completamente
▪ Fração inorgânica reativa, a qual reage para produtos finais 
definidos
▪ Fração inativa, a qual passa pela caldeira sem mudança
BALANÇO DE MASSA
▪ A base para o cálculo é uma
unidade mássica de licor preto
▪ A caldeira tem uma forma 
conveniente para a fronteira de 
cálculo
▪ O sistema inclui alguns, mas 
não todos os equipamentos 
na região da caldeira
▪ Todos os valores das correntes 
são considerados quando eles
atravessam a fronteira do 
sistema
BALANÇO DE MASSA
Linha B C D E J K L
4 DADOS DE ENTRADA – PROPRIEDADES DO LICOR PRETO
5 Elemento Símbolo % Sólidos Unidade Elemento Símbolo % peso
6 Carbono C 35 % Sódio Na 32.4
7 Hidrogênio H 3.3 % Enxofre S 22.4
8Oxigênio O 35.7 % Oxigênio O 44.8
9 Sódio Na 19.7 % Cloreto Cl 0.3
10 Potássio K 1.6 % Inerte Si, Al,... 0.1
11 Enxofre S 4 %
12 Cloreto Cl 0.6 %
13 Inertes Si, Al,... 0.1 %
14 Sólidos Sol. 70 %
15 Poder Cal. HHV 13950 kJ/kg
16 Poder Cal. NHV 12093 kJ/kg
17 Ef. Red. 90 %
BALANÇO DE MASSA
Linha O P Q R
4 DADOS DE ENTRADA – PARÂMETROS DA CALDEIRA
5 Descrição Valor Unidades
6 Ar Ar em Excesso Induzido 6 %
7 Ar Infiltrado 9 %
8 Total de Excesso 15 %
9 Temperatura Ambiente 27 ºC
10 Umidade do Ar 0.013 Kg H2O/kg ar
11 Temperatura Ar Pré-Aquecido 150 ºC
12 Licor Preto Concentração de Sólidos 70 %
13 Temperatura 108 ºC
14 Reposição de Químicos 3 % dos Sólidos
15 Licor de Aquecimento Direto 1.7 % do Licor
16 Reciclo de Cinza 10 % massa Na
17 Fundidos Eficiência de Redução 90 %
18 Carbono Orgânico 1 % do Fundido
19 Temperatura 850 ºC
20 Entalpia 1350 kJ/kg
21 Gases de Temperatura de Saída 210 ºC
22 Chaminé TRS como H2S 15 ppmv ar seco
23 SO2 75 ppmv ar seco
24 CO 200 ppmv ar seco
25 H2 200 ppmv ar seco
26 Particulado 0.1 g/m3 ar seco
27 Na2SO4 no Particulado 80 % da massa
28 Na2CO3 no Particulado 8 % da massa
29 K2SO4 no Particulado 7.3 % da massa
30 K2CO3 no Particulado 0.7 % da massa
31 NaCl no Particulado 4 % da massa
32 Na (% no Particulado) 31 %
33 S (% no Particulado) 19.4 %
34 Circuito do Vazão dos Tubos Descendentes 11 % dos Sólidos
35 Vapor Vazão de Vapor em Sopradores 18 % dos Sólidos
36 Temperatura da Alimentação 110 ºC
37 Temperatura do Vapor 482 ºC
38 Pressão do Vapor 62.25 Bar
39 Entalpia do Vapor 3372 kJ/kg
40 Temperatura de Referência 25 ºC
BALANÇO DE MASSA
W X Y Z
4 BALANÇO DE MASSA – CÁLCULOS PARA OS FUNDIDOS
5 Descrição Cálculo kg/100 kg
6 Fundidos Na2S dos Sólidos 100*Q17*(78/32)*D11 8.78
7 (sem Na2S - Reposição 100*Q17*(78/32)*Q14*L7 1.47
8 perdas) Na2S Total Z6+Z7 10.25
9 Na2SO4 dos Sólidos 100*D11*(142/32)*(1-Q17) 1.78
10 Na2SO4 - Reposição 100*Q14*(142/32)*(1-Q17)* L7 0.30
11 Na2SO4 Total Z9+Z10 2.07
12 NaCl dos Sólidos 100*D12*(58.5/35.5) 0.99
13 NaCl - Reposição 100*Q14*(58.5/35.5)*L9 0.01
14 NaCl Total Z12 + Z13 1.00
15 Na2CO3 100*(106/46)*(D9-(46/32)*D11-
(23/35.5)*D12)
31.25
16 K2CO3 100*D10*(138.2/78.2) 2.83
17 Inertes 100*D13 + 100*Q14*L10 0.10
18 Total Fundido Z8+Z11+Z14+Z15+Z16+Z17 47.50
19 Produtos de 
Combustão
CO2 (44/12)*(100*D6-(12/106)*Z15-
(12/138.2)*Z16)
114.46
20 H2O 100*D7*(18/2) 29.70
21 Requerimento O2 para Na2SO4 Z11*(64/142) 0.93
22 de Oxigênio O2 para Na2CO3 Z15*(48/106) 14.15
23 O2 para K2CO3 Z16*(48/138.2) 0.98
24 O2 para CO2 Z19*(32/44) 83.24
25 O2 para H2O Z20*(16/18) 26.40
26 O2 Total Z21+Z22+Z23+Z24+Z25 125.71
BALANÇO DE MASSA
AC AD AE AF
4 BALANÇO DE MASSA – CÁLCULOS PARA GASES DE COMBUSTÃO
5 Descrição Cálculo kg/100 kg
6 Ar O2 nos Sol. e Rep. 100*(D8+Q14*L8) 37.04
7 O2 Total Necessário Z26 125.71
8 O2 Necessário do Ar AF7-AF6 88.67
9 Ar Estequiométrico AF8/0.232 382.19
10 N2 no Ar Esteq. AF9*0.768 293.52
11 Excesso de Ar Ind. AF9*Q6 22.93
12 Total Ar Induzido AF9+AF11 405.12
13 Ar Infiltrado AF9*Q7 34.40
14 Excesso de Ar Total AF11+AF13 57.33
15 Escoamento Total AF9+AF14 439.52
16 Vapor d’água Água do Licor 100*(1-Q12)/Q12 42.86
17 na chaminé Umidade do Ar AF15*Q10 5.71
18 Vapor de Sopradores 100*Q35 18.00
19 Total Água AF16+AF17+AF18 66.57
20 Gases de Combustão Z19+Z20+AF9+AF14+AF19 564.01
VISÃO GERAL DO BALANÇO DE MASSA
• Observando os cálculos para cada 1kg de licor com 
teor de sólidos de 70% tem-se uma demanda de 4,5 
kg de ar para queima na caldeira
• Há uma produção de 5,6 kg de gases de combustão 
(incluindo água produzida e evaporada) e cerca de 
0,47 kg de fundidos para cada 1kg de licor queimado
BALANÇO DE ENERGIA
AV AW AX AY AZ
4 CÁLCULO DO BALANÇO DE ENERGIA
5 Descrição Cálculo kJ/kg %
6 Entrada Poder Calorífico Licor D15 13950 93.76
7 de Energia Calor Sensível Licor (1/Q12)*2.65*(Q13-25) 314 2.11
8 Calor Sensível Ar (AF15/100)*1.006*(Q9-25) 9 0.06
9 Pré-Aquecimento Ar (AF12/100)*1.006*(Q11-Q9) 501 3.37
10 Calor dos Sopradores AF19/100*4.19*(Q36-25) 64 0.43
11 Calor Tubos Descend. Q34*4.19*(Q36-25) 39 0.26
12 Total Entrada AY6+AY7+AY8+AY9+AY10+AY11 14878 100
13 Saída Calor Sensível Gases (AK7/100)*1.02*(Q21-25) 878 5.90
14 de Energia Calor H2O Formado (Z20/100)*(2770+1.98*(Q21-200)) 829 5.57
15 Calor H2O no Licor (1/Q12-1)*(2770+1.98*(Q21-200)) 1196 8.04
16 Calor Sensível Fundid (Z18/100)*Q20 641 4.31
17 Calor Formar Sulfeto (Z8/100)*12900 1322 8.89
18 Perda por Sopradores (AF19/100)*(2770+1.98*
(Q21-200))
502 3.38
19 Perda Tubos Descend. Q34*1150 127 0.85
20 Perda por Radiação 0.3% da Entrada de Energia 45 0.30
21 Demais Perdas 2% da Entrada de Energia 298 2.00
22 Total de Perdas SOMA(AY13:AY21) 5837 39.23
23 Energia para o Vapor AY12-AY22 9041 60.77
24 Total Saída AY22+AY23 14878 100
BALANÇO DE ENERGIA
▪ Para calcular o balanço de energia para uma caldeira de 
recuperação deve-se estabelecer um limite ao redor da 
caldeira e calcular todas entradas e saídas de energia
▪ Este tipo de cálculo é chamado método da perda de calor
▪ Primeiro some todas as entradas de energia
▪ Então deste valor subtraia todas as perdas de energia
▪ O resultado é a energia líquida disponível para gerar vapor
▪ Neste balanço há cerca de 60% da energia disponível para a 
geração de vapor, o que representa cerca de 3kg de vapor 
para cada 1kg de licor preto queimado