Produção de carvão activado a partir de resíduos da indústria de curtumes

As aparas de wet-blue e de wet-white constituem um resíduo sólido da indústria de curtumes com um elevado teor em carbono, tornando relevante a sua utilização na preparação de materiais de interesse tecnológico. Este trabalho teve como objectivo a preparação de carvões activados a partir de resíduos da indústria de curtumes. Os métodos de activação utilizados para a preparação dos carvões activados foram a activação física com dióxido de carbono e activação química com hidróxido de potássio. A carbonização dos resíduos foi estudada na gama de temperaturas de 500 ºC a 800 ºC, verificando-se que a sua carbonização se pode considerar completa para a temperatura de 800 ºC. Na activação física os precursores foram previamente carbonizados sob uma atmosfera inerte a 800 ºC e posteriormente activados a 940 ºC usando o CO2 como agente activante. Na etapa de activação variou-se o tempo de activação (20, 40 e 60 minutos) de modo a estudar a influência do grau de queima nas propriedades texturais dos carvões activados. O carvão activado obtido pelo método de activação física com maior área superficial específica foi o carvão preparado a partir do resíduo de wet-blue para um tempo de activação de 40 minutos e grau de queima de 23 % (SBET = 152 m2/g). Para a activação química, procedeu-se à impregnação dos precursores com KOH usando razões mássicas de impregnação KOH:precursor de 0,5:1, 1:1 e 3:1. A impregnação foi efectuada directamente nos resíduos de wet-blue e de wet-white e nos resíduos de wet-blue e de wet-white carbonizados. A activação foi efectuada a 940 ºC sob uma atmosfera inerte, com uma velocidade de aquecimento de 5 ºC/min, e um tempo de activação de 1 hora. No caso da série de carvões activados obtidos por impregnação do precursor, o carvão que exibe melhores propriedades texturais é o carvão activado preparado por impregnação na razão de 1:1 a partir do resíduo de wet-blue (SBET = 1696 m2/g). Na série de carvões activados preparados por impregnação do precursor carbonizado, o carvão com melhores propriedades texturais é o carvão proveniente da impregnação do carbonizado do resíduo de wet-blue na razão de 3:1 (SBET = 1507 m2/g). Os carvões activados obtidos por este método de activação são essencialmente microporosos e com elevada área superficial específica. Testes de adsorção preliminares mostram que estes carvões activados têm um bom desempenho para a remoção de cor de efluentes da indústria de curtumes. Concluiu-se que por activação química com KOH dos resíduos de wet-blue e wet-white se obtêm carvões activados com boas propriedades texturais, elevadas áreas superficiais específicas e elevado volume de microporos, quando comparadas com as dos carvões activados resultantes da activação física. Deste modo, chegou-se à conclusão que ambos os resíduos são bons precursores para a produção de carvão activado, mais propriamente recorrendo à activação química, reduzindo assim o volume de resíduos da indústria de curtumes destinados ao aterro.

Análise multivariada para seleção de clones de eucalipto destinados à produção de carvão vegetal

O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade da madeira de clones de Eucalyptus spp. destinados à produção de carvão vegetal, estudar correlações entre propriedades da madeira e do carvão e identificar os clones com maior potencial para uso energético. Os dados de clones de 18 povoamentos, no Cerrado mineiro, foram submetidos às análises multivariada de correlação canônica; de componentes principais; e de agrupamento. As propriedades do carvão vegetal são fortemente correlacionadas às da madeira, principalmente a densidade aparente do carvão vegetal e o rendimento gravimétrico. Os materiais mais velhos e de maior densidade básica da madeira apresentam maior qualidade para uso energético. A análise de componentes principais é eficiente para ranquear os materiais quanto à qualidade da madeira, e o método de agrupamento é capaz de estratificar com sucesso os clones pela qualidade da madeira.

Estudo de aspectos técnicos, econômicos e sociais da produção de carvão vegetal no Município de Pedra Bela, São Paulo, Brasil

Durante o ano de 2001 foi realizado um levantamento, visando avaliar a atividade da produção de carvão vegetal no Município de Pedra Bela, Estado de São Paulo. Esse pequeno município localizado, a 150 km da Cidade de São Paulo, caracteriza-se pela sua importante dependência em relação à produção de carvão vegetal, podendo ser considerado um exemplo típico da atividade no estado paulista. Procurou-se obter informações básicas que pudessem servir para futuras definições de políticas públicas na região, ligadas à cadeia produtiva florestal e do carvão vegetal. São apresentados os principais resultados técnicos e econômicos, decorrentes da obtenção de dados coletados mediante a aplicação de questionários, entrevistas e coleta de informações secundárias pré-existentes nos produtores rurais, lideranças locais e órgãos oficiais de governo. Os resultados indicaram, sobretudo, que a madeira de eucalipto, principal matéria-prima local para obtenção de carvão vegetal, está se tornando cada vez mais escassa e a falta de novos plantios pode comprometer a atividade no município. O trabalho apontou a necessidade de ações no sentido da melhoria e fortalecimento institucional das ações ligadas à atividade na região.

Avaliação do perfil de trabalhadores e de condições ergonômicas na atividade de produção de carvão vegetal em bateria de fornos de superfície do tipo "rabo-quente"

Esta pesquisa foi desenvolvida no ambiente de trabalho da produção de carvão vegetal em bateria de fornos de superfície do tipo "rabo-quent"e, localizado na latitude de 17·27' oeste e longitude de 45º11' sul no Estado de Minas Gerais, nos meses de março a junho de 2003. O objetivo geral foi avaliar o perfil de trabalhadores e as condições ergonômicas na atividade de produção de carvão vegetal em bateria de fornos de superfície do tipo "rabo-quente". Os objetivos específicos foram: a) avaliar as características pessoais, sociais, econômicas e profissionais do operador; b) estudar o clima do local de trabalho (temperatura); e c) analisar a capacidade aeróbica do trabalhador. A metodologia empregada foi a proposta por Couto (1996) Apud (1987) e Sant'anna (1998). Pela análise dos dados, pôde-se concluir que o indivíduo da amostra era jovem, mestiço, casado, com poucos filhos e poucos dependentes financeiros, baixo nível de escolaridade, estatura média de 171,40 cm e média de peso corporal de 68,40 kg, 20% de analfabetos, de origem predominantemente rural e que professava a religião Católica. O valor do Indice de Bulbo Úmido Termômetro de Globo (IBUTG) encontrado no ambiente de produção de carvão vegetal estava de acordo com a NR 15. A capacidade aeróbica em mililitros de oxigênio por quilograma por minuto apresentou valor médio igual a 35,17 (ml02/kg/min); o menor valor foi igual a 30,56 (ml 02/kg/min) e o maior, igual a 39,23 (ml02/kg/min).

Instrumentação térmica aplicada ao processo de produção de carvão vegetal em fornos de alvenaria

Neste estudo, propôs-se avaliar a instrumentação térmica de fornos retangulares destinados à produção de carvão vegetal, denominados RAC220, com capacidade individual para produzir 30 toneladas de carvão por ciclo de carbonização. Os objetivos foram medir as temperaturas em pontos estratégicos do forno e identificar as relações entre temperatura e produção de carvão vegetal. Nesse sentido, este trabalho consistiu em instalar 22 sensores tipo PT100 por forno. Por meio de um sistema eletrônico supervisório conectado a uma rede sem fio, as temperaturas foram armazenadas e, via software com interface gráfica, visualizadas na forma de gráficos e tabelas. Ressalta-se que a concepção, desenvolvimento e montagem de todos os equipamentos eletrônicos foram de responsabilidade da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Uberlândia. O sistema atualmente está em fase de testes e permite analisar e comparar os históricos de ciclos de produção, bem como realizar interferências para corrigir os ciclos de carbonização em tempo real de produção. Tais informações guiam e auxiliam o carbonizador durante todos os estágios da produção de carvão vegetal. Por meio dos resultados, verificou-se que a instrumentação térmica de fornos destinados à produção de carvão vegetal permite, entre diversos fatores, reduzir o tempo de pirólise e resfriamento e minimizar as perdas e falhas de produção, além de aumentar a eficiência térmica dos fornos.

Otimização da produção do carvão vegetal por meio do controle de temperaturas de carbonização

Embora nos últimos anos diversas pesquisas tenham sido desenvolvidas com o intuito de melhorar os índices de qualidade da madeira (densidade básica, composição química), grande parte da produção brasileira de carvão ainda ocorre em fornos com baixo rendimento gravimétrico e com emissões de gases poluentes. Na tentativa de alterar esse cenário, este trabalho objetivou avaliar o funcionamento de um sistema forno-fornalha e também o ajuste de faixas de controle da carbonização em função do tempo e da temperatura, levando-se em consideração a degradação térmica da madeira, com vistas a maximizar o rendimento em carvão vegetal. Foram construídos três fornos circulares de alvenaria acoplados a uma fornalha, para queima dos gases gerados durante a carbonização. O controle da carbonização foi realizado através da mensuração da temperatura interna com sensor infravermelho. De acordo com os resultados, o controle da carbonização realizado com base nas faixas de carbonização proporcionou rendimento médio de 33% de carvão, 8% de atiço e 3% de finos. A fornalha mostrou-se eficiente na redução de emissão de fumaça para o ambiente, funcionando durante um terço do tempo de carbonização. Conclui-se que o sistema forno-fornalha apresenta produção satisfatória de carvão vegetal, com baixa emissão de fumaça durante a carbonização da madeira.

RESFRIAMENTO ARTIFICIAL EM FORNOS RETANGULARES PARA A PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL

RESUMOUm importante aspecto a ser considerado na produção de carvão vegetal é o longo período de resfriamento dos fornos de alvenaria, acarretando na baixa produtividade e exigindo maior número de fornos para suprir a demanda de produção. Pesquisas têm sido desenvolvidas para a redução do tempo de resfriamento dos fornos retangulares, utilizando trocadores de calor. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar três modelos de trocadores de calor que promovam a redução significativa do tempo de resfriamento. A pesquisa foi realizada na unidade produtora de carvão vegetal Buritis, da Empresa Arcelor Mittal Bioflorestas, localizada na cidade de Martinho Campos, MG. Foram avaliados três diferentes trocadores de calor (Modelos 1, 2 e 3), determinando o tempo, em dias, que os fornos retangulares levavam para atingir a temperatura de 50 ºC em relação ao resfriamento natural. O Modelo 1 apresentou ganho real no tempo de resfriamento de 12,5%; o Modelo 2, ganho real de 38%; e o Modelo 3, com fluxo de gás convencional, apresentou ganho médio de 32%, enquanto no fluxo de gás invertido o ganho foi de 43%. Conclui-se que os trocadores de calor avaliados foram eficientes na redução do tempo de resfriamento dos fornos retangulares para produção de carvão vegetal, elevando, assim, a produtividade dos fornos. O trocador de calor Modelo 3, com fluxo de gás invertido, apresentou o maior ganho real no tempo de resfriamento, além do menor número de focos de incêndio durante o descarregamento do carvão vegetal.

Sistemas de produção de carvão vegetal existentes no Brasil: uma análise de viabilidade econômica

O carvão vegetal tem um papel de destaque entre as biomassas consumidas no Brasil. Seu uso em larga escala na indústria siderúrgica para a produção de ferro gusa fez do país um dos maiores produtores e consumidores mundiais de carvão vegetal. A matéria-prima abundante, bem como a falta de preocupação com fatores ambientais e sociais, permitiu no passado que se atentasse apenas ao fator econômico; e a tecnologia de produção deste combustível/insumo se desenvolveu muito pouco ao longo de quase toda a sua história no Brasil até os anos mais recentes. Nas duas últimas décadas, quando se intensificou a preocupação social e ambiental e esses fatores ganharam relevância na análise da viabilidade de projetos tanto a serem implantados, quanto já existentes, a produção de carvão vegetal passou a ser identificada como extremamente rudimentar e impactante ao meio ambiente e sociedade onde se localiza. Neste trabalho buscou-se analisar a viabilidade econômica de quatro sistemas de produção de carvão existentes no Brasil. O sistema mais rudimentar, comumente chamado de “rabo quente”, um sistema ainda de alvenaria, com um pouco mais desenvolvimento tecnológico conhecido como forno retangular, e dois sistemas que utilizam fornos metálicos para buscar menor tempo do processo de carbonização (devido ao mais rápido resfriamento do sistema) e que têm, ambos, uma preocupação ambiental maior e buscam emitir menos poluentes e oferecer uma condição de trabalho mais adequada, refletindo também positivamente sob o aspecto sócio-ambiental. Percebe-se que em termos de implantação, obviamente, os sistemas que envolvem um pouco mais de tecnologia são bem mais dispendiosos em investimento inicial, porém, há resultados animadores do ponto de vista de retorno do investimento e possibilidades de agregação de valor que tendem a atrair o investimento especialmente dos grandes grupos siderúrgicos consumidores, que têm se preocupado cada vez mais em investir tanto na produção de matéria-prima, com grandes áreas de reflorestamento, quanto na produção sustentável do carvão vegetal.

Dinâmica espaço-temporal e quantificação dos danos e perdas da murcha de Ceratocystis em eucalipto na produção de carvão vegetal

Pós-graduação em Ciência Florestal - FCA

Produção de carvão ativado a partir da biomassa residual da castanha do Brasil (Bertholletia excelsa L.) para adsorção de cobre (II)

Produziu-se carvão ativado a partir da casca da castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa L.) para ser utilizado na remoção de cobre (II), no processo de adsorção em sistema de batelada. A casca é resíduo do beneficiamento da castanha, que foi coletada, selecionada, lavada em água corrente e depois secada em estufa a 150ºC por 24 h. Os carvões foram carbonizados a 400 ºC por 3 h e ativados termicamente a 800ºC em tempos de 1, 2 e 3 h, quando receberam as respectivas codificaçõesCA1, CA2 e CA3. Depois foram caracterizadas quanto: à área superficial específica, ao volume e tamanho de poros, à difração de raios-X, à microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada ao EDS(sistema de energia dispersiva por raios-X) e à espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Ensaios preliminares foram realizados para avaliar a eficiência dos carvões quanto à remoção de cobre (II) em solução sintética de concentração inicial 50 mg L^-1. Como os resultados foram satisfatórios para CA1, CA2 e CA3 (93,43, 97,23 e 96, 92 % para os respectivos carvões), decidiu-se pelo que apresentou maior percentual de remoção. O CA2 foi produzido e caracterizado quanto: às densidades reais e aparentes, à porosidade em leito fixo, ao pH, à umidade (em base úmida), às cinzas, ao carbono fixo e aos grupos funcionais pelo método de Boehm. Realizaram-se ensaios para determinar a eficiência de remoção de cobre (II) quanto à influência do diâmetro da partícula do carvão, ao pH da solução, à influência do tempo de contato e à variação da concentração inicial. Os resultados de maior percentual de remoção foram para o diâmetro 0,595≤D≤1,19mm, pH 5,09, tempo de 5 min e concentrações de 50, 100 e 150mg L^-1.O modelo cinético de adsorção que melhor se ajustou aos dados foi o de pseudo2^a ordem. Os dados experimentais apresentaram bom ajuste aos modelos matemáticos de isotermas de Langmuir e Frendlich. Sendo assim, obteve-se carvão ativado de baixo custo a partir da casca da castanha-do-Brasil a qual apresentou boa eficiência na remoção de cobre (II) (acima de 90 % para maioria das análises) possibilitando também a utilização no tratamento de efluentes.

Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e outras substâncias orgânicas na combustão de madeira para produção de carvão e em particulado atmosférico da cidade de Campo Grande /MS

Pós-graduação em Química - IQ

Produção de carvão vegetal a partir da madeira de Eucalyptus saligna clone SI70 com tres anos e meio de idade

Charcoal is obtained from carbonization, much used in the steel industry for ore reduction, using as raw material the Eucalyptus. The present study aims to verify whether the main Eucalyptus saligna genetically modified produce quality charcoal with only 3.5 years old. The study was done with material collected from three trees, divided into five discs removed at 0, 25 , 50 , 75 and 100 % of the commercial height of the tree. The procedures adopted were based on standards published by ABNT. The results were satisfactory for the parameters: basic wood density with an average of 0.39 ± 0.0082 g / cm ³; volatile materials from coal with an average of 19.35 ± 3.27 %, fixed carbon content of the coal with an average of 75.62 ± 3.40 % and gross calorific value of coal with an average of 4694.43 cal / g, and unsatisfactory results for ash content averaging 5.03 ± 0.23 when compared to the values found in the literature. It was concluded that the studied wood is able to produce charcoal, but the factors of production should be better observed, such as heating time which exerted direct influence on the determination of ash content

Produção e consumo doméstico de combustíveis lenhosos em Moçambique

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Qualidade do carvão vegetal produzido com madeiras da região de Manaus em fornos de alvenaria

Algumas características de madeiras da região de Manaus, no Amazonas foram determinadas, como identificação anatômica, densidade básica e umidade, visando reconhecer o material para produção de carvão vegetal. Identificou-se 28 famílias botânicas sendo que 50% do material foi representado por Anonaceae, Lecythidaceae e Sapotaceae. Quanto a gênero, encontrou-se 43, destes sobressairam-se Miconia, Guateria, Brasimum Goupiae Eschweilera, representando 38% das madeiras. As espécies Goupia glabra, Aldina heterophylla, Jacaranda copaia, Diplotropis purpurea e Tapirina guianensis foram as de maior ocorrência na madeira estudada. A densidade básica média foi 0,73 g/cm3 e a umidade média, sendo a madeira seca ao ar livre, ficou em 24.16% base úmida. A madeira foi carbonizada em fornos de alvenaria e do carvão obtido determinou-se características físicas e químicas. Os resultados médios foram: tamanho médio 45,30mm; friabilidade 15,46% de finos gerados menor que 13 mm e índice de quebra de 39,13%; tensão máxima de ruptura foi 43,36kgf/cm2; densidade aparente 0,51 e verdadeira 1,48; porosidade 65,28%; umidade 6,80%; matérias voláteis 17,65%; cinzas 2,29%; carbono fixo 80,06% e poder calorífico superior 6.826 Kcal/kg.

QUALIDADE DO CARVÃO VEGETAL PARA O CONSUMO DOMÉSTICO COMERCIALIZADO NA REGIÃO SERRANA SUL DE SANTA CATARINA1

Este trabalho teve como objetivo averiguar a qualidade do carvão vegetal para consumo doméstico, comercializado na região Serrana Sul de Santa Catarina. Foram coletadas 12 marcas de carvão na região da Associação dos Municípios da Região Serrana (AMURES) e Curitibanos. Foram descritas e analisadas as características gerais das embalagens e determinadas as propriedades físicas e energéticas de cada uma das marcas. As propriedades analisadas foram: densidade relativa aparente, teor de umidade, poder calorífico, teor de carbono fixo, voláteis e cinzas. As marcas comercializadas na região são oriundas dos Estados de Santa Catarina, Rio Grande do Sul e Paraná. A acácia-negra e os eucaliptos são as espécies mais usadas para a produção de carvão. Não existe padronização das informações nas embalagens. O carvão vegetal apresentou densidade relativa aparente alta (0,403 g/cm3); teor de umidade alto (7,35%); poder calorífico superior médio de 6.449 kcal/kg, com muita variação entre as amostras; alto teor de voláteis e cinzas; e baixo teor de carbono fixo (32,85%, 1,96% e 65,17%, respectivamente). A produção e consumo do carvão vegetal no Planalto Sul catarinense são regionalizados, sem padronização das embalagens e com registro nos órgãos ambientais de fiscalização. A qualidade do carvão comercializado na região é baixa.