Qualidade do carvão vegetal submetido a diferentes taxas de resfriamento com trocador de calor

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DOI:

https://doi.org/10.5902/1980509829608

Schlagworte:

Resfriamento artificial, Escoamento em meios porosos, Siderurgia a carvão vegetal

Abstract

O carvão vegetal é um importante insumo na siderurgia nacional e seu uso tem muitas vantagens sobre o carvão mineral e o coque, uma vez que é renovável, menos poluente e com baixos teores de enxofre e fósforo. A partir disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do resfriamento artificial do carvão vegetal em forno retangular.  Para isso, foi avaliada a influência da variação da velocidade do escoamento de gás pelo leito poroso de carvão na qualidade final do produto. Foram utilizadas quatro velocidades de escoamento, em 3 repetições, totalizando 12 ensaios de carbonizações da madeira em um forno retangular. O uso do trocador de calor proporcionou redução no tempo de resfriamento de 76 para 28 horas. A maior redução no tempo de resfriamento foi obtida com a menor velocidade de escoamento. Nas maiores velocidades ocorreu queima de uma parte do carvão na seção de saída dos gases do forno, o que provocou aumento no tempo de resfriamento. No entanto, verificou-se que essas queimas parciais não causaram diferença significativa no rendimento gravimétrico em relação à testemunha. Para as velocidades adotadas, verificou-se que não houve diferença significativa entre os tratamentos e a testemunha nos parâmetros de qualidade do carvão. Portanto, no dimensionamento de trocadores de calor, deve-se considerar a diferença de pressão entre as aberturas de sucção e injeção dos gases no forno para minimizar a infiltração de ar no forno.

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Arthur Freitas Gomes, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG

Laboratório de Biocombustíveis, Área de Energia, Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa

Emanuele Graciosa Pereira, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG

Laboratório de Biocombustíveis, Área de Energia, Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa

Ivanildo da Silva dos Santos, Instituto Federal do Mato Grosso, Cuiabá, MT

Físico, Dr., Professor do Instituto Federal do Mato Grosso, Campus Cuiabá, Rua Professora Zulmira Canavarros 95, CEP 78000-000, Cuiabá (MT), Brasil. 

Angélica de Cássia Oliveira Carneiro, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG

Laboratório de Painéis e Energia da Madeira, Departamento de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Viçosa

Marcio Arêdes Martins, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG

Laboratório de Biocombustíveis, Área de Energia, Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa

Literaturhinweise

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6922: Carvão vegetal - Ensaios físicos - Determinação da massa específica - Densidade a granel. Rio de Janeiro, 1981.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8633: Carvão vegetal: Determinação do poder calorífico. Rio de Janeiro, 1984.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9165: Carvão vegetal: Determinação da densidade relativa aparente, relativa verdadeira e porosidade - Método de ensaio. Rio de Janeiro, 1985. 8 p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8112: Carvão vegetal: análise imediata. Rio de Janeiro, 1986. 8 p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PRODUTORES DE FLORESTAS PLANTADAS. Anuário estatístico da ABRAF: ano base 2012. Brasília, 2013. Disponível em: http://www.ipef.br/estatisticas/relatorios/anuario-ABRAF13-BR.pdf. Acesso em: 26 maio 2016.

AZEVEDO, C. H. S. et al. Influência da temperatura final de carbonização e da taxa de aquecimento no rendimento gravimétrico e teor de cinzas do carvão de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis. Enciclopédia Biosfera, Goiânia, v. 9, n. 16, p. 1279-1287, 2013.

BARCELLOS, D. C. et al. O estado da arte da qualidade da madeira de eucalipto para produção de energia: um enfoque nos tratamentos silviculturais. Biomassa & Energia, Viçosa, MG, v. 2, n. 2, p. 141-158, 2005.

BOTREL, M. C. G. et al. Melhoramento genético das propriedades do carvão vegetal de Eucalyptus. Revista Árvore, Viçosa, MG, v. 31, n. 3, p. 391-398, 2007.

CARDOSO, M. T. et al. Construção de um sistema de queima de gases da carbonização para redução da emissão de poluentes. Cerne, Lavras, v. 16, supl., p. 115-127, jul. 2010.

CARNEIRO, A. C. O. et al. Efeito do material genético e do sítio na qualidade do carvão vegetal de madeira de curta rotação. Floresta, Curitiba, v. 46, n. 4, p. 473-480, 2016.

DU, S.; CHEN, W.; LUCAS, J. A. Pretreatment of biomass by torrefaction and carbonization for coal blend used in pulverized coal injection. Bioresource Technology, [s. l.], v. 161, p. 333-339, 2014.

INDÚSTRIA BRASILEIRA DE ÁRVORES. Relatório Estatístico 2015. São Paulo, 2016. Disponível em: http://iba.org/images/shared/Biblioteca/IBA_RelatorioAnual2016_.pdf. Acesso em: 26 maio 2016.

INSTITUTO AÇO BRASIL. Relatório de Sustentabilidade 2016 - dados 2014/2015. Rio de Janeiro, 2016. Disponível em: http://www.acobrasil.org.br/sustentabilidade/. Acesso em: 26 mai. 2016.

NEVES, T. A. et al. Avaliação de clones Eucalyptus em diferentes locais visando à produção de carvão vegetal. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, v. 31, n. 68, p. 319-330, 2011.

OLIVEIRA, A. C. Sistema forno-fornalha para produção de carvão vegetal. 2012. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, 2012.

OLIVEIRA, A. C. et al. Otimização da produção do carvão vegetal por meio do controle de temperaturas de carbonização. Revista Árvore, Viçosa, MG, v. 37, n. 3, p. 557-566, 2013.

OLIVEIRA, A. C. et al. Resfriamento artificial em fornos retangulares para a produção de carvão vegetal. Revista Árvore, Viçosa, MG, v. 39, n. 4, p. 769-778, 2015.

OLIVEIRA, J. B; VIVACQUA FILHO, A.; GOMES, P. A. Produção de Carvão Vegetal – aspectos técnicos. In: PRODUÇÃO e utilização de carvão vegetal. Belo Horizonte: Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais, 1982. p. 60-73.

PEREIRA, B. L. C. et al. Influence of chemical composition of Eucalyptus wood on gravimetric yield and charcoal properties. BioResources, [s. l.], v. 8, p. 4574-4592, 2013.

PEREIRA, B. L. C. et al. Quality of wood and charcoal from Eucalyptus clones for ironmaster use. International Journal of Forestry Research, [s. l.], v. 2012, p. 8, 2012.

PEREIRA, E. G. et al. Pyrolysis gases burners: sustainability for integrated production of charcoal, heat and electricity. Renewable and Sustainable Energy Reviews, [s. l.], v. 75, p. 592-600, Aug. 2016.

PROTÁSIO, T. de P. et al. Potencial siderúrgico e energético do carvão vegetal de clones de Eucalyptus spp. aos 42 meses de idade. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, v. 33, n. 74, p. 137-149, 2013.

PROTÁSIO, T. de P. et al. Qualidade e avaliação energética do carvão vegetal dos resíduos do coco babaçu para uso siderúrgico. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 38, n. 5, p. 435-444, 2014.

REIS, A. A. et al. Efeito de local e espaçamento na qualidade do carvão vegetal de um clone de Eucalyptus urophylla S. T. Blake. Floresta e Ambiente, Seropédica, v. 19, n. 4, p. 497-505, 2012.

ROCHA, M. F. V. et al. Propriedades energéticas do carvão vegetal em função do espaçamento de plantio. Brazilian Journal of Wood Science, [s. l.], v. 8, n. 2, p. 54-63, 2017.

SANTOS, M. A. S. Parâmetros de qualidade do carvão vegetal para uso em alto-forno. In: FÓRUM NACIONAL SOBRE CARVÃO VEGETAL, 1., 2008, Belo Horizonte. Anais [...]. Belo Horizonte: UFMG, 2008.

SOCIEDADE BRASILEIRA DE SILVICULTURA. Fatos e números do Brasil Florestal. São Paulo, 2008. Disponível em: http://www.sbs.org.br/FatoseNumerosdoBrasil Florestal.pdf. Acesso em: 26 maio 2016.

SILVA, G. F. B. L. Siderurgia e meio ambiente. In: INTRODUÇÃO à siderurgia. São Paulo: ABM, 2007. p. 359-400.

SILVA, I. S.; MARTINS, M. A. Resfriamento artificial de carvão vegetal em fornos de alvenaria. In: UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA. Sociedade de Investigações Florestais. Laboratório de Painéis e Energia da Madeira (org.). Coletânea de trabalhos científicos do grupo G6. 1. ed. Viçosa, MG: Editora UFV, 2018. v. 1. p. 156-157.

TUBULAR EXCHANGER MANUFACTURERS ASSOCIATION. Standards of the tubular exchanger manufacturers association. 9th. ed. New York, 2007.

TRUGILHO, P. F. et al. Rendimentos e características do carvão vegetal em função da posição radial de amostragem em clones de Eucalyptus. Cerne, Lavras, v. 11, n. 2, p. 178-186, 2005.

Veröffentlicht

2020-09-01

Zitationsvorschlag

Gomes, A. F., Pereira, E. G., Santos, I. da S. dos, Carneiro, A. de C. O., & Martins, M. A. (2020). Qualidade do carvão vegetal submetido a diferentes taxas de resfriamento com trocador de calor. Ciência Florestal, 30(3), 677–687. https://doi.org/10.5902/1980509829608

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