Carvão

Páginas: 15 (3734 palavras) Publicado: 22 de outubro de 2013
8º CONGRESSO IBEROAMERICANO DE ENGENHARIA MECANICA
Cusco, 23 a 25 de Outubro de 2007

ANÁLISE TÉRMICA DE UM SISTEMA DE COMBUSTÃO DE ALCATRÃO EM
FORNOS RETANGULARES PARA SECAGEM DA MADEIRA
Gustavo de Carvalho Fávero, Ramon Molina Valle, Thiago Marques Duarte
Departamento de Engenharia Mecânica. Universidade Federal de Minas Gerais
Av. Antônio Carlos, 6627 , Pampulha. Belo Horizonte, Brasilfaverogc@yahoo.com.br
ramon@demec.ufmg.br
tduarte25@yahoo.com.br

RESUMO
É estudada a queima do alcatrão, recuperado do próprio processo de carbinização, como fonte de energia para
uma das etapas do processo de carbonização da madeira em fornos industriais. Os gases quentes provenientes da
queima do alcatrão são injetados nos fornos no início do processo para o aquescimento e redução daumidade da
madeira, antes de iniciar o processo de carbonização. Pretende-se com ete processo melhorar a produtividade e
aumentar o rendimento gravimétrico dos fornos, além de obter uma maior homogeneidade do carvão vegetal
produzido. O estudo envolve a análise das temperaturas, vazões e composição dos gases de combustão em vistas
a aproveitar melhor a energia contida nos gases de combustão doalcatrão. Também são estudados os pontos
mais adequados para a injeção e exaustão dos gases quentes, de forma a obter a melhor distribuição de
temperatura dentro do forno, que propicie um aquescimento e secagem mais homogêneos. Com o objetivo de
determinar o período de tempo mais adequado de secagem, antes de iniciar o processo de carbonizacão, testes
com injeção de gases quentes provenientesda combustão do alcatrão foram realizados para vários períodos de
tempo. Um aumento da eficiência do processo foi observado para tempos de secagem maiores que 30 horas,
sendo este aumento mais significativo para períodos em torno de 60 horas. A injeção dos gases de combustão do
alcatrão diluídos com ar atmosférico é realizada a temperaturas inferiores a 200°C. Em todos os testes de
secagem pormais de 30 horas foi observado uma queda no tempo de carbonização da madeira, mostrando
ganhos importantes quando comparado com o processo tradicional (sem a secagem preliminar)
PALAVRAS-CHAVE
Combustão do alcatrão, processo de carbonização da madeira, fornos retangulares.
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INTRODUÇÃO
Na V&M do Brasil, o carvão vegetal é utilizado como agente termo-redutor nos alto-fornos para aprodução
do ferro gusa. Parte do carvão vegetal utilizado na produção do ferro gusa é produzida pela V&M Florestal. O
carvão vegetal é produzido em fornos retangulares FR-190. Estes fornos tem dimensões de 16x4x4,5m. Como
matéria prima para o processo de carbonização é utilizada madeira de eucalipto. As toras de madeira são
enfornadas com o comprimento de 3,60m dispostas em quatro lances orientados nosentido longitudinal do
forno. O ciclo completo do processo dura cerca de 12 dias, sendo composto pelas etapas de carregamento da
madeira, ignição, secagem e carbonização, resfriamento do leito de carvão e descarga do carvão. O processo não
é bem uniforme no interior dos fornos devido às características geométricas dos fornos e do leito de madeira. A
Fig. 1 mostra uma planta de carbonizaçãoda V&M Florestal composta por fornos FR-190.
O processo de carbonização da biomassa consiste no seu aquecimento a temperaturas superiores a 200oC na
presença de atmosfera inerte, modificando seus componentes e desprendendo vapor d`água, líquidos orgânicos,
gases não condensáveis e restando como produto o carvão. Este processo pode ser dividido em várias fases, de
acordo com a temperatura damadeira e das reações químicas que ocorrem a estas temperaturas, como pode ser
visto na descrição do processo apresentada por Raad, 2004 [1] a seguir:
- A temperaturas abaixo de 100oC, a madeira perde a água ligada higroscopicamente;
- Com temperaturas na faixa de 105 a 200oC, ocorre o desprendimento de água de constituição. Nesta faixa
pode-se afirmar que o processo de decomposição dos...
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