Estudo da viabilidade técnica e econômica de uma planta de incineração de resíduos sólidos urbanos

Abstract

It was made study of the technical and economical viability of the use of municipal solid waste (MSW) in a Rankine cycle to obtain energy. Trying to diversify the energy sources and also use renewable energy, it is possible to use MSW to supply the energetic necessities. It was made a revision of the literature to identify the most significant contributions in the area of study. It was made a research to find information about equipment, composition and combustion to use MSW in incineration plants. It was defined possible configurations to the cycle according to the literature. It was made a thermodynamic model for the proposed cycle and simulations were done using the EES software. It was made an economical study to find the viability of the project. Lastly it was made an analysis of greenhouse gas emission in CO2 equivalent tons, to compare with the use of landfills and an initial analysis of the environmental impact. The obtained results indicated that there is technical viability, with the installed power of 45 MW from 1200 ton/day of MSW. With that we can supply energy for 37 people for each 100 producing MSW - but it is needed some adjustments, given the specifications of the project. It was showed that there is economical viability in one of the cases - when the tax of waste is accounted. But, with the return of about 10,42% per year, investment of 190,7 millions of dolars, payback of 9 years and the risk of this type of investment, it is not much economically attractive. Despite that, it can be a interesting alternative for the dispose of MSW, given its technical and environmental advantages - like energy recovery and pollution reduction

Estudou-se a viabilidade técnica e econômica do uso de resíduos sólidos urbanos (RSU) em ciclo Rankine para obtenção de energia elétrica. Pensando em diversificar as fontes de energia e também utilizar fontes renováveis, pode-se utilizar os RSU para suprir as necessidades energéticas. Foi feita uma revisão bibliográfica, para identificar as principais contribuições na área do trabalho. Pesquisaramse informações relacionadas a equipamentos, composição e combustão para o uso dos RSU em plantas de incineração. Definiu-se uma possível configuração o ciclo com base na revisão bibliográfica. Modelou-se termodinamicamente o ciclo proposto e foram feitas simulações com o uso do software EES. Estudou-se economicamente a viabilidade do projeto. Por fim foi feita uma análise da emissão de gases do efeito estufa em toneladas equivalente de CO2, para se comparar com o uso de aterros e uma primeira análise do impacto ambiental. Os resultados mostraram que há viabilidade técnica com uma potência gerada de aproximadamente 45 MW a partir de 1200 ton/dia de RSU, o que leva a suprir energia para 37 pessoas a cada 100 produzindo RSU - porém ainda são necessários alguns ajustes, dada as especificações do projeto. Mostrou-se que há viabilidade econômica em um dos casos, quando se considera a taxa do lixo. Porém, dado o retorno de aproximadamente 10,42% ao ano, investimento de 190,7 milhões de dólares, payback de 9 anos e o risco desse tipo de investimento, não é muito do ponto de vista econômico atrativo. Apesar disso, pode ser uma alternativa mais interessante para a destinação dos RSU, dada suas vantagens técnicas e ambientais - como a recuperação de energia e redução da poluição