Produção e caracterização de carvão ativado produzido a partir do defeito preto, verde, ardido (PVA) do café

The black, green and sour coffee defect (PVA) contributes with 20% of the total coffee production. It should be separate from the normal coffee grains in order to improve the final quality of the beverage. In this way, the present work has the objective to use the PVA reject for the production of activated carbon. The activated carbon (CA) was prepared from PVA defect using zinc chloride as activating agent. The prepared material (CA PVA) was characterized and the adsorption tests were carried out using as organic models methylene blue (AM) and reactive red (VR). The CA PVA revealed to be more efficient in the removal of the organic contaminants compared to a commercial activated carbon.

Caracterização cromatográfica de compostos orgânicos presentes nos resíduos sólidos provenientes de indústria de reciclagem de papel e sua aplicação na produção de briquetes de carvão vegetal

Recycling of paper in industrial scale has become an established practice worldwide. In this work, organic compositions of three different kinds of sludge generated in recycle paper industry were studied, and the incorporation of one of those sludge in briket was also investigated. The characterization of organic compounds in sludge samples and briket was performed using Gas Chromatography coupled with Mass Spectrometry after a Soxhlet extraction. Different chemical classes were identified in each type of sludge, but just the sludge composed by cellulose residue did not presented polyaromatic hydrocarbons. Four formulations of sludge incorporated with charcoal for briket production were evaluated.

PRODUÇÃO E AVALIAÇÃO DE BRIQUETES DE FINOS DE CARVÃO VEGETAL COMPACTADOS COM RESÍDUO CELULÓSICO PROVENIENTE DA INDÚSTRIA DE PAPEL E CELULOSE1

RESUMO Este trabalho teve por objetivo avaliar briquetes produzidos a partir de finos de carvão vegetal compactados com resíduo celulósico gerado na decantação dos efluentes da indústria de papel e celulose. Foram realizados os seguintes tratamentos: briquetes produzidos com fino de carvão vegetal e resíduo celulósico nas proporções de 25% (T1), 30% (T2), 35% (T3), 40% (T4) e 45% (T5) e briquetes produzidos com finos de carvão vegetal com 10% de amido e resíduo celulósico nas proporções de 0% (T6), 5% (T7), 10% (T8), 15% (T9), 20% (T10) e 25% (T11). A caracterização dos briquetes foi realizada por meio de ensaios de análise química imediata, determinação do poder calorífico superior, densidade aparente e avaliação da resistência mecânica após a secagem dos briquetes em estufa ou ao ar livre. Observou-se que os briquetes com resíduo celulósico e amido em sua composição apresentaram maior densidade e resistência mecânica à compressão, concluindo-se, assim, que a presença do amido favoreceu a compactação e estabilidade dos briquetes. Observou-se, também, que o processo de secagem em estufa prejudicou a qualidade dos briquetes, de modo que a secagem ao ar livre forneceu briquetes mais resistentes e estáveis.

Avaliação de diferentes tipos de carvão ativo na destoxificação de hidrolisado de palha de arroz para produção de xilitol

O hidrolisado hemicelulósico de palha de arroz foi tratado com cinco tipos de carvão ativo (pó e granulado) com o objetivo de remover, por adsorção, compostos tóxicos que podem agir como inibidores no processo de bioconversão de xilose em xilitol, por Candida guilliermondii. Os valores máximos de fator de rendimento em xilitol (Y P/S = 0,67g g-1) e produtividade volumétrica (Q P = 0,61g L-1 h-1) foram atingidos quando o hidrolisado foi tratado com carvão ativo em pó de partículas de tamanho pequeno (0,043mm), baixa granulometria (32% retidos em peneira de 325mesh) e grande área superficial (860m² g-1), características as quais favoreceram a adsorção dos compostos tóxicos.

Reciclagem de resíduo a partir de cinzas de carvão mineral: produção de argamassas

Este trabalho tem como objetivo avaliar a possibilidade de aproveitamento do resíduo obtido a partir da combustão do carvão mineral em caldeiras de leito fluidizado, de uma refinaria de alumina no estado do Pará. Neste contexto, foi avaliada a incorporação de cinzas volantes, como pozolana, em substituição parcial do cimento na produção de argamassas. Para tanto, foram elaborados corpos de prova utilizando-se o cimento do tipo Portland CPII-E-32. As misturas foram definidas na proporção 4:1, ou seja, 4 partes de agregado (sílica) e 1 parte de aglomerante (cimento e cinza), com a inserção de cinza nos teores de 10, 20, 30, 40 e 50 em porcentagem com relação ao cimento, além da argamassa sem adição. Foram definidas duas relações água/aglomerante, 0,4 e 0,8. Após tempo de cura de 7 e 28 dias, foram feitos testes de resistência à compressão para análise de comportamento. Além disso, as argamassas com a relação água/aglomerante 0,8 foram sujeitas a análises complementares de Difração de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura, absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente, cujos resultados obtidos mostraram-se compatíveis quando comparados com os dados da literatura, demonstrando ser viável a aplicação das cinzas estudadas na indústria da construção civil.

Carvão vegetal: de problema a solução sob holofotes negativos por casos de produção em condições inadequadas, biocombustível pode conferir sustentabilidade à produção de aço.

2015

Espécies arbóreas de floresta secundária utilizadas para produção de lenha e carvão em Belterra(PA).

Vinte e três espécies arbóreas de floresta secundária são utilizadas para produção de lenha e/ou carvão no município de Belterra na Amazônia brasileira. As madeiras das espécies Vismia sp., Myrcia sp., Hymenolobium excelsum Ducke, Casearia javitensis HBK e Inga sp. foram consideradas pelos produtores como de boa a excelente qualidade para lenha e carvão, portanto, de melhor aceitação no mercado, indicando a necessidade de incluir essas espécies em programas de manejo silvicultural na floresta secundária, para que suas participações na estrutura da floresta não sofram grandes alterações que possam comprometer o equilíbrio do ecossistema.

Remoção do herbicida 2,4-D por meio do tratamento convencional da água e adsorção em carvão ativado granular em instalação piloto

O crescimento populacional empurra a produção agrícola em direção ao uso intensivo dos agrotóxicos que aumentam a produtividade. Porém, seu uso incorreto pode resultar em grave problema para as estações de tratamento da água e impactar negativamente na saúde pública. Segundo estudos em escala laboratorial, o tratamento convencional, um dos mais utilizados no Brasil, apresenta remoção insignificante do 2,4-D. A adsorção em carvão ativado tem se demonstrado como tecnologia eficiente na remoção de diversos contaminantes, dentre eles os agrotóxicos. Assim, foi avaliada a remoção dos herbicidas 2,4-D e 2,4,5-T e metabólito 2,4-DCP, utilizando o tratamento convencional e a adsorção em coluna de carvão ativado granular em instalação piloto. O carvão ativado granular empregado foi o derivado da casca de coco. A concentração dos herbicidas foi analisada por cromatografia líquida de alta eficiência com detector por arranjo de diodos e extração em fase sólida. A associação do tratamento convencional com a adsorção em carvão ativado granular apresentou elevada remoção do 2,4-D (99%) atingindo concentrações finais abaixo do limite da Portaria MS n° 2914/2011. O tratamento convencional, no entanto, também apresentou remoção do 2,4-D (35 a 59%), sendo o maior percentual obtido na decantação (30 a 52%), indicando que houve interação entre a matéria orgânica natural e o 2,4-D, contribuindo para sua remoção nessa etapa. O 2,4-DCP e 2,4,5-T apresentaram concentrações abaixo do limite de detecção.

O presente e o futuro da tecnologia IGCC na produção de energia

A geração de electricidade com recurso a carvão dispõe, na combinação de tecnologias de gasificação de carvão com turbinas a gás avançadas, de uma solução tecnológica bastante eficiente e flexível, constituindo o que se designa por uma Central de Ciclo Combinado com Gasificação Integrada (IGCC). As Centrais IGCC cumprem os requisitos ambientais com baixas emissões atmosféricas poluentes, para além de terem capacidade para integrar directamente tecnologia de Captura e Sequestro de CO2 (CCS). Para além da geração de electricidade, estas unidades podem ser optimizadas para a co-produção de combustíveis sintéticos, tais como o hidrogénio, gás natural sintético (SNG ou metano), outros produtos combustíveis sintéticos por via do processo Fischer-Tropsch, e ainda outros químicos, tais como amónia, ureia, enxofre elementar e ácido sulfúrico, resultando num aumento considerável do factor de utilização do conversor de energia primária. Finalmente, o dióxido de carbono pode ainda ser separado como subproduto de valor comercial, para ser utilizado, por exemplo, em aplicações de exploração incrementada de petróleo (EOR, Enhanced Oil Recovery). Descreve-se neste trabalho o estado do conhecimento actual relativamente a este tema, com base nas tecnologias existentes, a viabilidade técnica e económica, bem como os desafios futuros a vencer desta tecnologia como alternativa para a produção de energia com recurso a carvão, permitindo minimizar o impacte ambiental.

Optimização do tratamento de um efluente aquoso resultante da utilização de cola nas máquinas de produção de placas de madeira

O presente trabalho teve como principais objectivos, estudar e optimizar o processo de tratamento do efluente proveniente das máquinas da unidade Cold-press da linha de produção da Empresa Swedwood, caracterizar a solução límpida obtida no tratamento e estudar a sua integração no processo, e por fim caracterizar o resíduo de pasta de cola obtido no tratamento e estudar a possível valorização energética deste resíduo. Após caracterização inicial do efluente e de acordo com os resultados de um estudo prévio solicitado pela Empresa Swedwood a uma empresa externa, decidiu-se iniciar o estudo de tratabilidade do efluente pelo processo físico-químico a coagulação/floculação. No processo de coagulação/floculação estudou-se a aplicabilidade, através de ensaios Jar-test, dos diferentes agentes de coagulação/floculação: a soda cáustica, a cal, o cloreto férrico e o sulfato de alumínio. Os melhores resultados neste processo foram obtidos com a adição de uma dose de cal de 500 mg/Lefluente, seguida da adição de 400 mg/Lefluente de sulfato de alumínio. Contudo, após este tratamento o clarificado obtido não possuía as características necessárias para a sua reintrodução no processo fabril nem para a sua descarga em meio hídrico. Deste modo procedeu-se ao estudo de tratamentos complementares. Nesta segunda fases de estudo testaram-se os seguintes os tratamentos: a oxidação química por Reagente de Fenton, o tratamento biológico por SBR (sequencing batch reactor) e o leito percolador. Da análise dos resultados obtidos nos diferentes tratamentos conclui-se que o tratamento mais eficaz foi o tratamento biológico por SBR com adição de carvão activado. Prevê-se que no final do processo de tratamento o clarificado obtido possa ser descarregado em meio hídrico ou reintroduzido no processo. Como o estudo apenas foi desenvolvido à escala laboratorial, seria útil poder validar os resultados numa escala piloto antes da sua implementação industrial. A partir dos resultados do estudo experimental, procedeu-se ao dimensionamento de uma unidade de tratamento físico-químico e biológico à escala industrial para o tratamento de 20 m3 de efluente produzido na fábrica, numa semana. Dimensionou-se ainda a unidade (leito de secagem) para tratamento das lamas produzidas. Na unidade de tratamento físico-químico (coagulação/floculação) os decantadores estáticos devem possuir o volume útil de 4,8 m3. Sendo necessários semanalmente 36 L da suspensão de cal (Neutrolac 300) e 12,3 L da solução de sulfato de alumínio a 8,3%. Os tanques de armazenamento destes compostos devem possuir 43,2 litros e 96 litros, respectivamente. Nesta unidade estimou-se que são produzidos diariamente 1,4 m3 de lamas. Na unidade de tratamento biológico o reactor biológico deve possuir um volume útil de 6 m3. Para que este processo seja eficaz é necessário fornecer diariamente 2,1 kg de oxigénio. Estima-se que neste processo será necessário efectuar a purga de 325 litros de lamas semanalmente. No final da purga repõe-se o carvão activado, que poderá ser arrastado juntamente com as lamas, adicionando-se 100 mg de carvão por litro de licor misto. De acordo com o volume de lamas produzidos em ambos os tratamentos a área mínima necessária para o leito de secagem é de cerca de 27 m2. A análise económica efectuada mostra que a aquisição do equipamento tem o custo de 22.079,50 euros, o custo dos reagentes necessários neste processo para um ano de funcionamento tem um custo total de 508,50 euros e as necessidades energéticas de 2.008,45 euros.

Caracterização química e ecotoxicológica de escórias e cinzas resultantes da co-combustão de lamas e carvão

Em 1999 a Fundação para a Ciência e a Tecnologia aprovou o financiamento do projecto “Behaviour of Heavy Metals on the Thermal Treatment of Residues” cujo acrónimo era Bimetal. Este projecto, cujos parceiros eram o Departamento de Engenharia Energética e Controlo Ambiental do Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial (INETI) e o Grupo de Disciplinas de Ecologia da Hidrosfera (GDEH) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, tinha como objectivo a avaliação do comportamento de metais pesados durante a combustão de resíduos. Neste sentido, a equipa do INETI efectuou quatro ensaios de incineração: dois de mono-combustão de uma lama residual urbana, um de co-combustão de lama residual urbana e carvão e, finalmente, um de mono-combustão de carvão. Cada ensaio de incineração produziu uma cinza de fundo e duas cinzas volantes, provenientes de dois ciclones. A equipa do GDEH foi responsável pela caracterização físico-química e ecotoxicológica das cinzas provenientes dos ensaios realizados pela equipa do INETI. A avaliação incidiu em dois aspectos: 1) a determinação da composição das cinzas, relativamente a um dado conjunto de parâmetros físico-químicos considerados; e 2) produção de lixiviados a partir do contacto das cinzas com um agente lixiviante. Estes lixiviados foram submetidos à caracterização físico-química, relativamente a um dado conjunto de parâmetros físico-químicos e, ainda, à caracterização ecotoxicológica, recorrendo a dois indicadores biológicos. A determinação da composição das cinzas permitiu efectuar um balanço de massas dos ensaios de incineração realizados e, com isto, determinar as taxas de emissão, dos parâmetros analisados, para a atmosfera. Os ensaios de lixiviação permitiram classificar, de acordo com a metodologia de classificação de resíduos a que se recorreu, as doze cinzas produzidas pela equipa do INETI e os materiais que lhes deram origem, a areia do leito, o carvão e a lama residual urbana. De um modo geral, as duas cinzas volantes apresentaram uma concentração superior, dos parâmetros considerados, relativamente à cinza de fundo. Entre as duas cinzas volantes, a cinza do 2º ciclone apresentou um maior teor, relativamente aos parâmetros analisados, do que as cinzas do 1º ciclone.

Avaliação sócio-económica e ambiental da co-combustão de carvão, biomassa e resíduos não tóxicos

Dissertação apresentada à Universidade Nova de Lisboa,Faculdade de Ciências e Tecnologia, para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente

Aplicação de zeólitos e outros catalisadores ácidos para a produção de combustíveis líquidos a partir de plásticos recicláveis

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Produção de combustíveis líquidos por pirólise de misturas de resíduos plásticos e óleos vegetais

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Conversão química de madeiras da amazônia - Carvão e briquetes de carvão vegetal

Nesta pesquisa é relatada a qualidade do carvão fabricado com madeiras do Distrito Agropecuário da Suframa, e do briquete manufaturado tendo como adesivo a tapioca. Mostra-se, as dificuldades para a conversão mecânica das madeiras de terra firme da proximidade de Manaus, assim como, a impossibilidade da conversão química para a produção de celulose e furfural. Postula-se ser o carvoejamento a transformação mais compatível com as características dessas madeiras. Menciona-se o processo de fabricação do carvão vegetal. Caracteriza-se a sua qualidade considerando os parâmetros: carbono fixo, cinzas, materiais voláteis, poder calorífico, umidade, densidade aparente, densidade verdadeira, friabilidade e porosidade. Descreve-se o processo de fabricação do briquete, fazendo-se considerações sobre as características do adesivo. Compara-se a qualidade do carvão versus a qualidade do briquete. Discute-se as informações existentes na literatura sobre o uso do briquete para gasogênio automotivo. Infere-se várias conclusões entre as quais que o carvão vegetal e o briquete seriam produtos florestais alternativos para regiões detentoras de florestas e de condições ecológicas propícias ao desenvolvimento da cultura da mandioca, como a Amazônia brasileira.