Brazil is privileged with respect to the variety of agricultural and forestry crops, depending on the climate and also the good soil conditions country, and has a huge expanse of land available for cultivation of various plant species. This potential producer generates a huge amount of waste, both from agricultural activities as the timber. Such debris can, in most cases, cause environmental degradation. The use of alternative sources of energy to fossil fuels has been gaining prominence in Brazil and worldwide. An option to prevent the depletion of natural resources is to replace the wood in the ovens by direct burning of agricultural waste from this activity or other waste in nature. The existing agricultural biomass in Brazil is from different cultures, for example, corn and manioc. The work aims to quantify and characterize the agroindustrial waste from cassava and maize throughout the State of Alagoas, aiming its use for burning in furnaces flour mills of the wild region. Physicochemical analysis of the raw material fresh and briquette form were conducted primarily to assess the calorific value of the samples, and all analyzes were performed according to the ABNT. It were obtained for the samples in nature, calorific value of 16.79 MJ/kg for cassava peels, 19.00 MJ/kg for manioc, 19.17 MJ/kg for corncobs and 18.58 MJ/kg in maize straw. The briquettes samples had a slight decrease in the calorific value, with 16.73 MJ/kg, 18.89 MJ/kg, 18.92 MJ/kg and 18.44 MJ/kg of values obtained for cassava peels, manioc, corncobs and maize straw, respectively. Still, it can be observed that both the waste from the processing of cassava as the corn had relevant potential energy when compared to firewood, around 20.70 MJ/kg, being able to be a substitute for wood, both in commercial as environmental aspect. / O Brasil é um país privilegiado no que diz respeito à variedade de culturas agrícolas e florestais, em função do clima e, também, das boas condições do solo, além de dispor de uma enorme extensão de terra disponível ao cultivo de várias espécies vegetais. Esse potencial produtor gera uma enorme quantidade de resíduos, tanto provenientes de atividades agrícolas quanto de madeireiras. Tais detritos podem, na maioria das vezes, causar a degradação do meio ambiente. A utilização de fontes de energia alternativas aos combustíveis fósseis vem ganhando destaque no Brasil e no mundo. Uma opção para evitar o esgotamento dos recursos naturais seria a substituição da lenha nos fornos pela queima direta de resíduos agrícolas provenientes desta atividade ou de outros resíduos in natura. As biomassas agrícolas existentes no Brasil são oriundas de diversas culturas, como, por exemplo, a do milho e a da mandioca. O trabalho propõe quantificar e caracterizar os resíduos agroindustriais provenientes da mandioca e do milho no Estado de Alagoas, visando seu uso para a queima nos fornos de casas de farinha da região do agreste. Foram realizadas análises físico-químicas da matéria-prima in natura e briquetada, principalmente para avaliar o poder calorífico das amostras, sendo todas as análises realizadas de acordo com as normas da ABNT. Obtiveram-se, para as amostras in natura, poder calorífico para a casca da mandioca de 16,79 MJ/kg, 19,00 MJ/kg para a maniva, 19,17 MJ/kg para o sabugo do milho e 18,58 MJ/kg para palha do milho. As amostras briquetadas tiveram ligeiro decréscimo do poder calorífico, sendo 16,73 MJ/kg, 18,89 MJ/kg, 18,92 MJ/kg e 18,44 MJ/kg os valores obtidos para a casca da mandioca, maniva, sabugo do milho e palha do milho, respectivamente. Ainda assim, pode-se observar que tanto os resíduos provenientes do beneficiamento da mandioca quanto os do milho apresentaram relevante potencial energético quando comparamos ao da lenha, em torno de 20,70 MJ/kg, sendo passíveis de serem substitutos à lenha, tanto no aspecto comercial quanto ambiental.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-29T15:14:14Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 612093 bytes, checksum: ab1fd9099d493ae4e5417ce2266959d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-29T15:14:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 612093 bytes, checksum: ab1fd9099d493ae4e5417ce2266959d7 (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial energético da biomassa algal produzida em lagoas de alta taxa para a produção de biocombustíveis sólidos. Assim, foram avaliadas diferentes biomassas algais para a produção de energia, todas cultivadas como subproduto do tratamento de efluentes em lagoas de alta taxa (LATs), a saber: i) Biomassa produzida em efluente doméstico e coletada diretamente da LAT (L) ii) Biomassa produzida em efluente doméstico em sistema misto lagoa-painéis e coletada dos painéis (P) e iii) biomassa proveniente do tratamento de efluente da indústria de beneficiamento de carnes e coletada diretamente da LAT (I). As três biomassas foram caracterizadas quanto a sua composição química elementar (CHNOS), matérias voláteis, carbono fixo, teor de cinzas, poder calorífico superior, inferior e útil, análise de macro, micronutrientes e metais pesados, densidade a granel, densidade energética e análise termogravimétrica. Posteriormente, foram produzidos briquetes a partir da mistura das biomassas algais com epicarpo do fruto de pinhão manso em diferentes proporções e foram determinadas e avaliadas as propriedades físicas, químicas e mecânicas dos briquetes. Pode-se concluir que biomassa algal I mostrou-se como a melhor alternativa para geração de energia térmica, pois apresentou maior massa residual orgânica na análise termogravimétrica (TGA) e também devido ao seu maior teor de carbono e hidrogênio e ao seu alto poder calorífico e densidade energética. As biomassas L e P, em contrapartida, apresentaram características desfavoráveis à utilização energética principalmente devido ao baixo poder calorífico e alto teor de cinzas. A adição da biomassa algal na composição briquetes, em geral, diminuiu a higroscopicidade e o teor de carbono fixo, e por outro lado aumentou a densidade aparente, o teor de cinzas e a densidade energética. A produção de briquetes compostos por biomassa algal e epicarpo do fruto de pinhão manso em escala laboratorial mostrou-se tecnicamente viável devido principalmente a alta densidade energética obtida em todos os tratamentos. Dessa forma, a biomassa algal I, na proporção de 50%, apresentou-se como a melhor matéria prima para produção de briquetes por promoverem o aumento do poder calorífico, teor de materiais voláteis, densidade aparente, densidade energética e por apresentar menores teores de cinzas comparados aos briquetes compostos pelas biomassas L e P. / The objective of this study is to assess the energy potential of algal biomass for solid biofuels production. Thus, were evaluated different algal biomass for energy production, all of them were cultured as a byproduct of the effluent treatment in the high rate algal ponds (HRAPs). They are: i) produced biomass in domestic wastewater and collected directly from HRAP (L) ii) Biomass produced in domestic wastewater on a mixed pond-panel system and collected from the panels (P) and iii) biomass from treatment of industrial effluent and collected directly from the HRAP (I). At first, the three biomass were characterized by chemical composition (CHNOS), volatile matter, fixed carbon, ash content, higher, lower and net calorific value, macro, micronutrients and heavy metals analysis, bulk density, energy density and TGA. From the analysis of the results it can be concluded that algal biomass I showed up as the best alternative to thermal power generation, as it presented higher organic residual mass in the thermogravimetric analysis (TGA) and also because of its higher carbon content, hydrogen, its high calorific value and energy density. The biomass L and P, however, it showed unfavorable characteristics to energy use mainly due to the low calorific value and high ash content. Subsequently, briquettes were produced from the mixture of algal biomasses with epicarp of Jatropha in different proportions, thus were determined, and evaluated the physical, chemical and mechanical properties of the briquettes. The results showed that the addition of the algal biomass in the briquettes, in general, decreased hygroscopicity and the fixed carbon content, and on the other hand increased bulk density, ash content and energy density. The production of briquettes made up of algal biomass and epicarp of the jatropha fruit on a laboratory scale proved that it is technically feasible mainly due to high energy density obtained in all treatments.

[pt] O presente trabalho, aborda o estudo fenomenológico da metalização de briquetes auto-redutores durante a reação de redução na faixa de temperatura de 1000 à 1350 graus Celsius, variando o tipo de atmosfera gasosa e o tempo de redução. Com base nos resultados obtidos, uma descrição das morfologias do ferro presentes na faixa de temperatura estudada são apresentadas. Para tanto foram utilizados: estereoscópios, microscópios óticos e eletrônico. As principais morfologias da fase metálica reduzida foram: a presença de glóbulos de ferro no interior do aglomerado e uma camada contínua de ferro metálico na superfície, entre 1200 - 1350 graus Celsius, sugerindo uma carbonetação mais intensa no interior, com a conseqüente fusão da fase metálica. Crescimento de whiskers de ferro, também foram observados nas temperaturas mais baixas (1000 - 1100 graus Celsius). Na revisão bibliográfica foram feitos comentários sobre as tecnologias atuais e emergentes de produção de ferro primário e aço, e evidenciada a importância do estudo morfológico no esclarecimento do complexo mecanismo da cinética de redução de misturas de minério de ferro e carbono. Uma abordagem termodinâmica e cinética destes estudos também foi apresentada. / [en] This work describes the morphological study of the metallization process of self-reducing briquettes containing fines of iron ore and coal. The reduction of briquettes was effected in a temperature range of 1.000 to 1.350 Degrees Celsius varying reduction process duration and the gas atmosphere with nitrogen, carbon monoxide and carbon dioxide. The different phases of the morphology of the metallic iron were measured by the use of stereoscopic devices as well as optical and scanning electron microscopes. The main morphology occurred in a temperature range of 1.200 to 1.350 Degrees Celsius generating iron globules in the center of the briquettes and a continuous metallic layer on the surface. The presence of a dendritic structure and the high carbon content of the iron globules indicate that the highest intensity of carburization occurred in the core regions of the briquettes followed by the melting phase of the iron. The whisker growth of iron was observed in the lower temperature range of 1.000 to 1.100 Degrees Celsius. The bibliographic section makes references to the actual status and new developments in the research of processes based on composite iron ore agglomerates. It is common understanding that the iron morphology plays a key role in the kinetic mechanisms of reducing iron oxide and carbon mixtures.

Orientador: Alcides Lopes Leão / Banca: José Claudio Caraschi / Banca: Claudia Cristina Teixeira Nicolau Mendonça / Resumo: Este trabalho avalia técnica e ambientalmente o uso de briquetes para a geração de energia. Os materiais utilizados para a fabricação dos briquetes foram Rejeitos de Resíduos Sólidos Urbanos (RRSU) com resíduos madeireiros Eucalyptus grandis. As amostras dos RRSU foram coletadas na Usina de Reciclagem e Compostagem de Lixo de Lençóis Paulista, atualmente descartados em aterro sanitário municipal e os resíduos madeireiros em serrarias do município de Botucatu-SP. Esse estudo objetivou gerar alternativas para minimizar a quantidade de material destinado aos aterros com responsabilidade social e ambiental. Os briquetes foram fabricados com 0, 5, 10, 15, 20 e 25% de RRSU na mistura com resíduos madeireiros. Os resultados da análise do Poder Calórico Superior (PCS) realizadas nos briquetes mostraram que o valor do PCS aumenta na medida em que a porcentagem dos RRSU aumentado. Briquetes de resíduos de madeira apresentaram Poder Calórico Inferior (PCI) de 18135,68 kJ/kg, valor significativamente menor ao encontrado para briquetes com 25% RRSU, o qual foi de 19860,00 kJ/kg. Essa mesma tendência foi verificada para todos os briquetes estudados. O fato anterior se deve a influência dos produtos derivados do petróleo que estão presentes nos RRSU, como por exemplo, os termoplásticos, os quais tem PCS médio na ordem de 34039,67 kJ/kg. A briquetagem dos materiais foi realizada com o material... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This research project evaluates technique and ambient the use of blend of briquettes for the generation of energy. The materials used for the production of the blend were Reject of Urban Solid Residues - RRSU and residues lumbermen (Eucalyptus grandis). The samples of RRSU were collected in the Plant of Recycling and Compossite of Garbage of Sheets From São Paulo, now discarded in municipal sanitary embankments and the residues lumbermen in sawmills of the municipal district of Botucatu-SP, material of great readiness in the area. That study, lens to generate alternatives to minimize the amount of material destined to the embankments with social and environmental responsibility. Briquettes were manufactured with 0, 5, 10, 15, 20 and 25% of RRSU in the mixture with residues lumbermen. The results of the analysis of the Superior Caloric Power - PCS accomplished to the briquettes, they showed that PCS increases in the measure in that the percentage of RRSU is larger. Briquettes of wood residues, presented to Can Caloric Inferior - PCI of 18135,68 kJ/kg, value significantly smaller to the found for briquettes with 25% RRSU, which was of 19860,00 kJ/kg. That same tendency was verified for all of the studied blend. The previous fact is due influences her/it of the derived products of the petroleum that are present in RRSU, as they are the plastics, which he/she has a PCS in the order of 34039,67 kJ/kg. The briquetagem of the blendas was accomplished with the material containing 12% of humidity, being obtained briquettes visually little resistant and brittle. That result can be improved adjusting the conditions of operation of the machine of such 4 briquetting as: the pressure and the temperature. It is also necessary to research the effect of the percentage of RRSU on the mechanical resistance of the briquettes. Analyses of Gaseous Cromatografy... (Complete abstract, click electronic access below) / Mestre

Orientadores: Carlos Alberto Luengo, Felix Eliecer Fonseca Felfli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T03:34:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Filippetto_Daniele_M.pdf: 2143026 bytes, checksum: 1e445cc88f2aace4fb7952fdfced1f19 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho desenvolveu-se um estudo técnico-econômico sobre a briquetagem de resíduos vegetais focado na tecnologia da briquetadeira do tipo parafuso sem-fim, ainda inédita no Brasil. A vantagem dessa tecnologia é a produção de briquetes mais compactos, que além de servir para combustão direta, também são adequados para torrefação, carbonização e gaseificação. Investigou-se preliminarmente o mercado de briquetes no Brasil, através de um levantamento das empresas produtoras, que proporcionou dados sobre tecnologias empregadas, quantidades produzidas e preços de venda. Esse levantamento sugeriu a existência de um potencial de mercado para introdução de prensas de parafuso sem-fim. Estudou-se o desempenho de um protótipo de briquetadeira de parafuso sem-fim construído pela empresa Bioware Ltda, em parceria com a Universidade Estadual de Campinas. Avaliaram-se dados de produtividade e gasto de energia bem como as propriedades físico-químicas dos briquetes produzidos. Constatou-se o bom desempenho técnico do protótipo e a boa qualidade dos briquetes, de acordo com dados encontrados em literatura. Realizou-se um estudo de caso de uma planta de briquetagem que evidenciou a viabilidade econômica dessa tecnologia / Abstract: In this work a technical and economic study about briquetting of vegetable residues focused on screw briquetting technology ¿ still not introduced in Brazil ¿ was developed. The advantage of this technology is the production of more compact briquettes that, as well as for direct burning purpose, are suitable for torrefaction, carbonization and gasification. The Brazilian briquettes market was previously investigated by means of a survey on production factories. This survey provided information about present technologies, briquettes production quantities, and sale price. The investigation suggested the existence of a market potential for introducing screw briquetting machines. The performance of a prototype of screw briquetting machine built by Bioware Ltda in partnership with the State University of Campinas was examined. Data on productivity and energy requirements were investigated and chemical and physical properties of produced briquettes were analyzed. A good technical performance of the machine and a good quality of the briquettes were observed. A case study on a screw briquetting plant was investigated and it proveded economic feasibility / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2018-04-12T17:52:15Z No. of bitstreams: 2 devanchirles_maria_silva.pdf: 1441166 bytes, checksum: 9aaa9114f13b6d85bd76ee6c1b2e0445 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T17:52:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 devanchirles_maria_silva.pdf: 1441166 bytes, checksum: 9aaa9114f13b6d85bd76ee6c1b2e0445 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-10-18 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq# / #-2555911436985713659# / #600 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES# / #2075167498588264571# / #600 / Financiadora de Estudos e Projetos - Finep# / #-1790502019031048300# / #600 / The calorific value of the direct combustion of briquettes formed by floating macrophyte residues of the species Eichhornia crassipes (aguapé) and gypsum residues was evaluated. This mixture is recommended to avoid the presence of incrustations in the walls of the furnaces, reducing the stopping time of the furnace for cleaning and maintenance. Associated with its great proliferation capacity in aquatic environments (rivers and lakes), the floating macrophytes of the Eichhornia crassipes variety, known as hyacinth or water hyacinth, present a great potential of energy production by direct burning. At the same time, this type of biomass presents restrictions to its use as a producer of biogas and, consequently, biofertilizer. In the latter case there is a drawback which is the fixation by these aquatic macrophytes in their tissues of heavy metals. In order to avoid that a considerable amount of the biomass, which does not undergo oxidation due to lack of homogenization between the components of the combustion, or is already oxidized inside the furnace, causes incrustations that reduce the thermal capacity of the equipment, it was opted for Addition of gypsum residues to the material used to make the aguapé briquettes. Statistical analysis of the experiments assisted in the definition of suitable proportions of the mixture to reduce the adhesion of undesirable materials in the walls of the furnace and to maintain considerable values for the calorific value of said biomass. There was a decrease in the calorific value with the increase of the gypsum content in the composition of the briquettes. The maximum percentage of 4.0% m / m can be used as dosage of gypsum residue. In this case, the briquettes of macrophytes can be used as solid fuel with similar calorific power. The survey of these types of waste in the metropolitan area of Recife, together with the City of Recife / PE, showed that the availability of these Guarantee the production of heat to serve small businesses such as potteries and bakeries, contributing to the development of social and environmental activities of this capital. / Foi avaliado o poder calorífico, da combustão direta de briquetes formados por resíduos da poda de macrófita flutuantes da espécie Eichhornia crassipes (aguapé) e resíduos de gesso. Essa mistura é recomendada para se evitar a presença de incrustações nas paredes das fornalhas, reduzindo-se o tempo de parada da mesma para limpeza e manutenção. Associada à sua grande capacidade de proliferação em ambientes aquáticos (rios e lagos), as macrófitas flutuantes da variedade Eichhornia crassipes, conhecidas como jacinto d’água ou aguapé, apresentam um grande potencial de produção de energia pela queima direta. Ao mesmo tempo esse tipo de biomassa apresenta restrições ao seu uso como fonte produtora de biogás e, consequentemente, biofertilizante. Neste último caso existe um inconveniente que é a fixação por essas macrófitas aquáticas, nos seus tecidos, de metais pesados. Para evitar que uma quantidade considerável da biomassa, a qual não sofre oxidação por falta de homogeneização entre os componentes da combustão, ou já se encontrar oxidada no interior da fornalha, dê origem a incrustações que reduzam a capacidade térmica do equipamento, optou-se pela adição de resíduos de gesso ao material de confecção dos briquetes de aguapé. A análise estatística dos experimentos auxiliou na definição de proporções adequadas da mistura, para reduzir a aderência de materiais indesejáveis nas paredes da fornalha e manter valores consideráveis para o poder calorífico da referida biomassa. Houve um decréscimo no valor do poder calorífico com o aumento do teor de gesso hidratado na composição dos briquetes. O percentual máximo de 4,0 % m/m pode ser utilizado como dosagem de resíduo de gesso hidratado. Neste caso, o briquete de macrófitas pode ser utilizado como combustível sólido com poder calorífico semelhante ao da madeira.O levantamento desses tipos de resíduos na região metropolitana do Recife, junto à prefeitura da Cidade do Recife/PE, mostrou que a disponibilidade dos mesmos pode garantir a produção de calor para atender a empresas de pequeno porte como olarias e padarias, contribuindo para o desenvolvimento de atividades socioambientais dessa capital.

[pt] As opções de geração de energia no Brasil de forma sustentável estão fortemente relacionadas às fontes de energia alternativa, em especial a biomassa. Neste estudo é analisada a viabilidade econômico-financeira de um projeto de recolhimento da palha da cana de açúcar em uma usina no Brasil que tem a flexibilidade de expandir a venda de energia, ao investir na utilização da palha como insumo na cogeração. O preço da energia elétrica é modelado como um processo geométrico de reversão à média e é aplicada a teoria de opções reais para determinar o valor das flexibilidades gerenciais. Uma vez que a decisão de recolhimento da palha é tomada, a empresa tem a opção de investir na produção de briquetes, e a partir daí, realizar o switch entre o fluxo de caixa da energia e o fluxo de caixa de briquetes. O modelo é então resolvido utilizando uma árvore binomial recombinante não censurada de reversão à média. Os resultados indicam que a flexibilidade de escolher entre a venda de energia e a venda de briquetes agrega 9,7 milhões de reais, ou 38 por cento ao valor do projeto determinístico de 25,6 milhões de reais, o que é significativo, considerando que a cogeração não é a atividade principal da usina de cana. Assim, o recolhimento da palha da cana pode ainda incentivar projetos de retrofit em usinas que de outra forma poderiam não se mostrar viáveis. / [en] Options for sustainable power generation at competitive prices in Brazil are strongly related to alternative energy sources, in particular, sugar cane biomass. In this study we analyze a cane trash recovery project for a sugarcane mill in Brazil that has the option to expand sales of surplus bioelectricity by introducing the sugarcane trash as feedstock for cogeneration. We model electricity prices as a geometric mean reverting process, and apply the real options approach to determine the value of this managerial flexibility. Once the decision to recover the cane trash has been made, the firm has the option to invest in briquetting production, that will allow it to switch between energy and briquette sales depending on the relative prices of energy and briquettes. The model is then solved using a non censored binomial mean reverting lattice. The results indicate that the flexibility to choose between energy and briquette production adds 9.7 million of reais in value, or 38 per cent to the project value of 25.6 million of reais, which is significant, considering cogeneration is not the core business of the sugarcane mill. This indicates that recovery of cane trash, which is currently wasted in the field, may represent a significant source of value for further development of bioelectricity cogeneration or briquetting production, when retrofitting older sugarcane mills.

Nos últimos anos, novas tecnologias têm sido desenvolvidas para a redução da emissão de gás carbônico, um dos principais causadores do efeito estufa. Na indústria de ferro e aço, grande emissora de gás carbônico, tecnologias para uso mais eficiente de carvão fóssil tem sido desenvolvidas. Uma dessas tecnologias é o produto chamado de CCB (Carbon Composite Iron Ore Hot Briquette), um composto de minério de ferro e carbono briquetado a quente que usa a plasticidade térmica do carvão fóssil como aglomerante para aumento da resistência mecânica do aglomerado. Esse produto tem como vantagens a alta velocidade de reação e alta resistência mecânica a altas temperaturas, diferentemente das pelotas autorredutores que usam aglomerantes inorgânicos. Os objetivos deste trabalho foram: (a) propor um método para a fabricação de aglomerados autorredutores de minério de ferro e carvão fóssil via briquetagem a frio seguida de tratamento térmico; (b) identificar a principais variáveis de processo de fabricação; e (c) estudar o comportamento cinético durante a redução dos briquetes produzidos. Para fabricar os briquetes foram utilizados dois métodos de briquetagem, um em matriz cilíndrica de compressão uniaxial, e outro em prensa de rolos. Foram identificadas as principais variáveis de processo na fabricação dos briquetes: temperatura de tratamento térmico; tamanho de partícula dos componentes da mistura; características do carvão fóssil; pressão de compressão na conformação dos briquetes; proporção dos componentes; e taxa de aquecimento do tratamento térmico. A qualidade dos briquetes foi mensurada por sua resistência à compressão. Foi observado que a obtenção de um briquete autorredutor comparável com os CCBs, deve levar em conta as seguintes condições de fabricação: (a) tamanho de partícula do carvão fóssil entre 0,105 e 0,053 mm (150 e 270 mesh); (b) quantidade de carvão fóssil na mistura entre 25 e 30% em peso; e (c) temperatura de tratamento térmico de 500°C. Além disso, quanto maior a taxa de aquecimento do tratamento térmico, maior a resistência à compressão dos briquetes. A cinética de redução dos briquetes autorredutores tratados termicamente é bastante sensível à temperatura (E = 369 kJ/mol), principalmente quando comparada a pelotas autorredutoras de minério de ferro e carvão vegetal (E 200 kJ/mol). / In recent years, new technologies have been developed to reduce carbon dioxide emissions, one of the main causes of the greenhouse effect. Innovative energy saving technologies have been developed to improve the efficiency of coal usage, especially in the iron making industry, which emits large amounts of carbon dioxide. One of these technologies is a product known as CCB (Carbon Composite Iron Ore Hot Briquette), a self-reducing carbon composite iron ore that uses the thermal plasticity of coking coals as a binder to enhance the mechanical strength of the agglomerate. This product has advantages such as high reaction rate and high mechanical strength at high temperatures when compared against self-reducing pellets that uses inorganic binders. The objectives of this study are: (a) to propose a method for manufacturing composite briquettes of iron ore and coal hardened by heat treatment; (b) to identify the main process variables of the fabrication; and (c) to study the agglomerate reduction kinetics. Two methods of briquetting have been employed, one using a cylindrical die and the other using a laboratory roller press. The main process variables for manufacturing the briquettes have been identified: the heat treatment temperature; the particle size of the components; the coal characteristics; the briquetting pressure; the proportion of the components; and the heating rate. Compressive strength tests have been performed. It was observed that obtaining a self-reducing briquette as strong as the CCB should consider the following fabrication conditions: (a) coal particle size between 0,105 and 0,053 mm (150 and 270 mesh); (b) coal amount in the mixture between 25 and 30 wt%; and (c) heat treatment temperature of 500°C. Also, higher heating rates showed higher briquette compressive strengths. The self-reducing briquettes reduction kinetics are very sensitive to temperature (E = 369 kJ/mol), especially when compared against self-reducing pellets of iron ore and charcoal (E 200 kJ/mol).

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Biomass can be used in several ways to obtain the most diversify forms of energy, either by direct or indirect conversion. The aim of this work was to evaluate the technical viability of the use of different classes of forest residues from pulp and paper industries to produce briquettes. The classes of forest residues were classified as: sawdust and wooden sticks (class 1), litter (class 2), woodchips and chips (class 3), all residues of Eucalyptus spp., and Pinus taeda barks (class 4). The briquettes were manufactured using different classes of forest residues, totalizing 10 treatments: 4 treatments containing 100% of each class of residue and 6 treatments formulated in a 50-50% proportion of each class. The conditions used for the production of briquettes were: 100 bar pressure, temperature of 120º +/- 5ºC, pressing time of 3 minutes and cooling time of 5 minutes. Besides the chemical characterization from the different residues, some other parameters that directly influence the briquettes quality were determinated, such as: superior calorific value, thermogravimetric analysis, compressive strength and apparent, bulk and energetic densities. Through the chemical analysis, it can be observed that the residues class 4 presented the highest content of extractives and lignin when compared to the other studied classes. Evaluating the apparent and energetic densities of briquettes, it can be seen that all the 10 treatments had results without much variation between the values, where the apparent density remained in the average of 1148.20 Kg / m³ and the energy density in 4108,92 MJ / m 3. The superior calorific value analysis results showed a low variation between the treatments, with a higher expression in treatments 4 and 10, with values of 4631.94 Kcal / kg and 4497.07 Kcal / kg, respectively. The briquettes produced by the 10 treatments had a mean burst load of 525.1Kgf, and the treatments 2 and 8 were the most resistant during the mechanical tests, obtaining values of 654Kgf and 610Kgf, respectively. Through the results obtained by the various analysis and evaluations, it can be seen that the briquettes in which formulations had the class of residue 4 were the ones that presented a better quality for energetic power, however, for the purpose of storage and durability of the final product, in a laboratorial scale, the treatments with the most satisfying results were the treatments 2 and 8. / A biomassa pode ser utilizada em diversas formas e estados para obtenção das mais variadas formas de energia seja por conversão direta ou indireta. O objetivo desse estudo foi avaliar a viabilidade técnica do uso de diferentes classes de resíduos florestais, provenientes de empresas de papel e celulose, para a fabricação de briquetes. As classes de resíduos florestais foram classificadas como: serragem e palitos de madeira (classe 1), cascas e folhas(classe 2), cavacos e lascas de madeira (classe 3), todos resíduos de Eucalyptus spp., e cascas de Pinus taeda (classe 4). Os briquetes foram produzidos utilizando diferentes classes de resíduos florestais, totalizando 10 tratamentos: 4 tratamentos contendo 100% de cada classe de resíduos e 6 tratamentos formulados em proporções de 50-50% de cada classe. As condições empregadas para fabricação dos briquetes foram: pressão de 100 bar, temperatura de 120º +/- 5ºC, tempo de prensagem de 3 minutos e tempo de resfriamento de 5 minutos. Além da caracterização química dos diferentes resíduos, foram determinados outros parâmetros que influenciam diretamente na qualidade dos briquetes, tais como: poder calorífico superior, análise termogravimétrica, resistência a compressão e densidades aparente, a granel e energética. A classe de resíduos 4 apresentou os maiores teores de extrativos totais e de lignina quando comparada as demais classes estudadas. Avaliando as densidades aparente e energética dos briquetes, pode-se observar que todos os 10 tratamentos tiveram resultados semelhantes, onde a densidade aparente se manteve na média dos 1148,20 Kg/m³ e a densidade energética em 4108,92 MJ/m³. As análises de poder calorífico superior mostraram resultados de pouca variação entre os tratamentos tendo maior expressão nos tratamentos 4 e 10, com valores de 4631,94 Kcal/Kg e 4497,07 Kcal/Kg, respectivamente. Os briquetes produzidos pelos 10 tratamentos apresentaram carga de ruptura média de 525,1Kgf, sendo os dos tratamentos 2 e 8 os mais resistentes, obtendo valores de 654Kgf e 610Kgf, respectivamente. Através dos resultados obtidos nas diversas análises e avaliações, pode-se constatar que os briquetes em que as formulações continham a Classe 4 de resíduo foram os que apresentaram melhor qualidade para poder energético, porém para fins de armazenamento e durabilidade do produto final, em escala laboratorial, os tratamentos com resultados mais satisfatórios foram os tratamentos 2 e 8.