A utilização de briquetes de misturas de carvão fóssil e biomassa em substituição ao coque como agente redutor pode contribuir para a diminuição das emissões de CO2 à atmosfera no processo de redução de minério de ferro. O fenômeno do amolecimento e fluidificação do carvão fóssil durante o aquecimento permite que o mesmo absorva certa quantidade de materiais inertes à coqueificação durante o tratamento térmico. O objetivo deste trabalho é correlacionar o efeito das principais variáveis de processo de fabricação (temperatura e tempo de tratamento térmico, tamanho de partícula dos componentes, porosidade e proporção de carvão vegetal e carvão fóssil) sobre as propriedades obtidas (resistência mecânica e reatividade ao CO2) de briquetes compostos de misturas de carvão fóssil e carvão vegetal, para uso na indústria siderúrgica. Briquetes de dois formatos diferentes foram preparados em matriz cilíndrica e em maquina briquetadeira e tratados termicamente em forno vertical aquecido com resistência elétrica sob atmosfera de nitrogênio. A resistência à compressão dos briquetes foi analisada em função das seguintes variáveis: proporção de carvão fóssil e carvão vegetal, taxa de aquecimento do tratamento térmico e tamanho de partícula dos carvões. A reatividade ao CO2 dos briquetes tratados termicamente foi analisada em função das seguintes variáveis: temperatura de ensaio e vazão de CO2. Foram comparados os resultados obtidos de ambos os formatos de briquetes. Com o aumento da proporção de carvão vegetal nos briquetes cilíndricos de biocoque, a densidade aparente e a resistência à compressão após tratamento térmico aumentaram para as misturas contendo 5, 10 e 15% de carvão vegetal. A partir dessa composição (15% de carvão vegetal) tanto a densidade final quanto a resistência à compressão apresentaram diminuição. Encontrou-se que tanto os briquetes cilíndricos a verde quanto os briquetes tratados termicamente apresentam perda de resistência mecânica com o aumento do tamanho de partícula do carvão fóssil. Os melhores valores de resistência à compressão foram obtidos em briquetes feitos com carvão fóssil em mistura de 15% em peso de carvão vegetal, tamanho de partícula abaixo de 0,044 mm, tratados termicamente a 1100°C durante 8 horas. Com o aumento na adição de carvão vegetal nos briquetes compostos de carvão fóssil e carvão vegetal, observou-se um aumento da reatividade do biocoque ao CO2. As micrografias dos briquetes tratados termicamente mostraram que a textura dos briquetes tende a ser mais homogênea com aumento de carvão vegetal de madeira na mistura. Os briquetes de biocoque fabricados em briquetadeira permitiram a ampliação do processo de fabricação de briquetes a uma escala laboratorial maior e mostraram a viabilidade industrial na fabricação do biocoque. Encontrou-se que a adição de carvão vegetal de madeira na mistura influencia diretamente na resistência a compressão e a reatividade ao CO2, devido a diferentes fatores como a composição das cinzas da madeira, a diminuição da fluidez devido à ação do inerte na mistura a carbonizar, a formação de uma estrutura porosa dentro da matriz carbonosa. Não encontrou-se correlação entre o índice de alcalinidade dos briquetes e sua reatividade ao CO2. / The substitution of metallurgical coke by briquetted mixtures of coal and biomass as a reducing agent can lower the emissions of greenhouse gases (CO2) in the iron and steelmaking industry. The thermal plasticity of the coking coal can be used to absorb an amount of inert materials during heat treatment. The objective of this study is to correlate the effect of the main processes variables (heat treatment temperature and duration, particle size of the materials, porosity and coal and charcoal ratio) on the properties (compressive strength and CO2 reactivity) of briquetted mixtures of coal and charcoal. Two types of briquettes were produced, one in a cylindrical die and another in a laboratory briquetting machine. The briquettes were heat treated in a vertical electrical furnace under nitrogen atmosphere. The compressive strength of the briquettes was analyzed as a function of the following variables: coal and charcoal ratio, heating rate and particle size. The CO2 reactivity of the heat treated briquettes was analyzed as a function of the following variables: temperature and CO2 flow. For the cylindrical briquettes, the increase of charcoal (5, 10, 15 wt%) in the coal-charcoal mixtures caused an increase on the bulk density and on the compressive strength of the heat treated briquettes. Above 15 wt% of charcoal in the mixtures, the bulk density and the compressive strength decreased. It was found out that both green and heat treated briquettes had a decrease in compressive strength with the increase of the coal particle size. Optimum results of compressive strength were obtained in the briquettes with 15 wt% of charcoal, particle size <0.044 mm, heat treatment temperature of 1100°C for 8 hours. The increase in charcoal proportion caused an increase in the CO2 reactivity of the briquettes. The SEM micrographs of the heat treated briquettes showed that the texture of the briquettes tend to be more homogeneous with the increase of charcoal in the mixture. The properties of the briquettes produced in the laboratorial briquetting machine showed that a large scale production could be viable. Also, it was found out that the addition of wood charcoal in the mixture directly affects the compressive strength and the CO2 reactivity of the briquettes due to factors such as: the ashes composition, the decrease in fluidity because of the inert material in the mixture, the formation of a porous structure inside the carbon matrix. It was not found a relation between the alkalinity index and the CO2 reactivity in the briquettes.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a relação entre a emissão de CH4 e temperaturas finais de carbonização de madeira de Eucalyptus urograndis, conforme a metodologia AMSIIIK (UNFCCC, 2008). Da mesma forma, pretendeu-se avaliar a relação entre a emissão de CH4 e o rendimento gravimétrico em carvão (base seca), conforme preconizado pela metodologia AM0041 (UNFCCC, 2006). Com base nas informações encontradas, buscou-se analisar a adequação de ambas as metodologias com relação ao arcabouço teórico sobre a emissão de GNC no processo de pirólise, assim como ao incentivo, via Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, à adoção de práticas de carbonização mais eficientes, que possam resultar na redução da emissão de CH4. O experimento consistiu na condução de pirólises de cavacos da madeira a temperaturas finais de 400, 500, 600 e 700°C, a diferentes tempos de carbonização (2,5; 5,0; 7,5 e; 10 horas), em um forno-mufla conjugado a um sistema de coleta de gases. Foram calculados os rendimentos gravimétricos em carvão, licor pirolenhoso e gases não condensáveis. Os compostos químicos presentes nos gases nãocondensáveis foram identificados e quantificados mediante análise em cromatógrafo gasoso dotado de detectores de condutividade térmica, onde foi aplicado o ensaio dos seguintes gases: H2, CH4, CO e CO2. Além dessas análises foram realizadas regressões, conforme preconizam as metodologias AMSIIIK e AM0041, para identificar qual o melhor modelo obtido e, portanto, o mais indicado para a estimativa da emissão de CH4 no processo de carbonização. Concluiu-se que: a) aumentos na temperatura final de carbonização ocasionam aumento e diminuição no rendimento em gases e carvão, respectivamente; b) as diferentes taxas de aquecimento aplicadas nos ensaios laboratoriais não influenciaram o rendimento gravimétrico dos produtos da pirólise e a emissão de CO2, CO, CH4 e H2. Fugiram a essa tendência, os resultados de rendimento gravimétrico em carvão (base seca) obtidos a temperatura de 700oC; c) houve aumento na emissão de praticamente todos os gases com o aumento da temperatura final de carbonização; d) as regressões propostas pela metodologia AMSIIIK obtiveram melhores resultados do que aquela preconizada na metodologia AM0041, sendo o modelo de regressão que adota a temperatura como parâmetro de inferência da emissão de CH4 no processo de pirólise, o mais indicado para a estimativa de linhas de base em carvoarias que buscam a obtenção de créditos de carbono via melhoria da eficiência do processo de carbonização. / The objective of this work was to assess the relation between CH4 emissions and carbonization final temperatures of Eucalyptus urograndis wood, according to the AMSIIIK methodology (UNFCCC, 2008). On the same way, the correlation between CH4 emissions and the charcoal gravimetric yield (dry basis), as praised by the AM0041 methodology (UNFCCC, 2006), was evaluated. The results found were analyzed regarding the adequacy of both methodologies with the theoretical knowledge of noncondensable gases emissions in the pyrolysis process, as well as the incentive, through the Clean Development Mechanism, to the more efficient adoption of carbonization procedures that contribute to the reduction of CH4 emissions. The experiment consisted of the conduction of wood chips pyrolysis, in the temperatures of 400, 500, 600 and 700oC, at different times of carbonization (2,5; 5,0; 7,5 e; 10 hours), in an oven-muffle conjugated to a gas collector system. The gravimetrical yields of charcoal, pyroligneous liquor and non-condensable gases were calculated. The chemical composition of noncondensable gases were identified and quantified in gaseous chromatograph endowed with thermal conductivity detector, where the essay of the following gases was applied: H2, CH4, CO and CO2. Besides these analyses, regressions regarding the methodologies AMSIIIK and AM0041, have been carried through, to indentify the best model and, therefore, the most indicated for estimating CH4 emission in the carbonization process. Conclusions: a) increases in the carbonization final temperatures caused increase and reduction in the yields of gases and charcoal, respectively; b) the different heating rates applied in the laboratorial analysis have not influenced the gravimetric yield of the pyrolysis products, nor the emission of CO2, CO, CH4 and H2. The gravimetric yield of charcoal (dry basis) obtained at the temperature of 700oC, was the only data not to show this same trend; c) increases in the carbonization final temperatures lead to an increase in the emission of all gases; d) the AMSIIIK methodology regressions have gotten better results than those praised in methodology AM0041. Thus, the regression model which adopts the temperature as a parameter of CH4 emission inference in the pyrolysis process, is the most indicated for baseline estimate in charcoal facilities that seek carbon credits through the improvement of the carbonization process efficiency.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-12-16T17:47:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_DiferenciacoesProducaoSiderurgica.pdf: 2656067 bytes, checksum: af36334ebe2d6af09bdb676b64225c98 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-08T12:45:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_DiferenciacoesProducaoSiderurgica.pdf: 2656067 bytes, checksum: af36334ebe2d6af09bdb676b64225c98 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-08T12:45:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_DiferenciacoesProducaoSiderurgica.pdf: 2656067 bytes, checksum: af36334ebe2d6af09bdb676b64225c98 (MD5) Previous issue date: 2013 / As estratégias de modernização da Amazônia concebidas pelo Estado nacional tinham em sua proposta as fragilizadas diretrizes geopolíticas de segurança e desenvolvimento regional, voltadas centralmente para a instalação de empreendimentos industriais, dentre elas as indústrias siderúrgicas independentes, sob a noção de que desta atividade passaria para a produção produtos de aço e assim se processaria o desenvolvimento regional. Pela análise das diferenciações das rotas de produção independente, integrada e semi-integrada é possível se compreender como os elementos das plantas industriais se comportam em cada rota e como se inter-relacionam com a socioeconomia regional. O trabalho de pesquisa junto à guseiras permitiu identificar que a instalação de siderúrgicas independentes nos municípios de Açailândia (MA) e Marabá (PA) gerou expectativas frustradas de desenvolvimento local, consolidando-se, portanto, apenas como atividade que possibilitou o crescimento econômico, pois manteve uma rota de produção que articulou a atividade com a socioeconomia regional em bases frágeis e insustentáveis, apoiada, sobretudo na demanda de carvão vegetal. As estruturas de custos e elementos estruturais de cada rota permitiram identificar as diferenças que cada rota apresenta, principalmente na relação mantida com a economia regional, por envolver novos processos, tecnologias e produtos diferenciados. A lógica produtiva das siderúrgicas independentes baseadas na transferência e externalização de custos para a sociedade, relações de trabalho limitadas e na degradação ambiental, sem, contudo, estabelecer processos de inovação, conduziu ao não estabelecimento de processos de desenvolvimento de base local. A perspectiva das rotas de produção siderúrgica integrada e semi-integrada que se instalam na Amazônia tem bases para alterar o cenário regionalmente desenhado e transformar as inter-relações mantidas pela siderurgia independente na Amazônia Oriental, pois articulam elementos que contribuem para a consolidação de efeitos de encadeamento para trás e para frente. / Strategies for upgrading Amazon designed by the national government had in its proposed guidelines the fragile geopolitical security and regional development, focused centrally for the installation of industrial enterprises, among them the independent steel companies, under the notion that this activity going on would for the production of steel products and so it is to be regional development. By analyzing the differences of production routes independent, integrated and semi-integrated is possible to understand how the elements of industrial plants behave in each route and how they interrelate with the regional socioeconomics. The research work with the pig iron has identified that the independent installation of steel and in the towns of Marabá (PA) and Açailândia (MA) generated unfulfilled expectations of local development, strengthening, therefore, only as an activity that allowed for economic growth, it maintained a production route that articulated the activity with the regional socio-economy in fragile and unsustainable foundations, supported mainly on the demand for charcoal. The cost structures and structural elements of each route identified the differences that each route has, especially in the relationship maintained with the regional economy because it involves new processes, technologies and differentiated products. The logic-based independent production of steel in the transfer and externalization of costs to society, labour relations and limited environmental degradation, without, however, establishing innovation processes led to the failure to establish procedures for the development of local base. The prospect of integrated steel production routes and semi-integrated that settle in the Amazon have no basis to change the scenery and regionally designed to transform the relationships maintained by an independent steel industry in the eastern Amazon, since they interconnect elements that contribute to the consolidation effects backward chaining and forward.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-03-16T12:42:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_UtilizacaoEscoriaProduzida.pdf: 2591125 bytes, checksum: ca676260735fd6ac093152fce1282a40 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-20T12:37:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_UtilizacaoEscoriaProduzida.pdf: 2591125 bytes, checksum: ca676260735fd6ac093152fce1282a40 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-20T12:37:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_UtilizacaoEscoriaProduzida.pdf: 2591125 bytes, checksum: ca676260735fd6ac093152fce1282a40 (MD5) Previous issue date: 2014-01-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A produção de aço exige diversas etapas e gera grandes quantidades de escórias, cujos estoques crescentes vêm preocupando metalurgistas e ambientalistas, com vistas à utilização racional desse subproduto industrial, de maneira a minimizar possíveis problemas ambientais. Nesse sentido, a construção civil apresenta-se como um setor bastante apto à utilização de técnicas de reaproveitamento, de resíduos e subprodutos, proveniente das mais diversas indústrias. Além dos benefícios ambientais, como a redução do consumo de recursos naturais não-renováveis, o surgimento de materiais de construção alternativos possibilita a diminuição no custo da construção, fator importante quando avalia-se o déficit habitacional existente no Brasil. Nesta pesquisa, é estudada a possibilidade da reciclagem da escória de alto-forno, partindo-se da hipótese que é viável sua utilização como agregados graúdos e miúdos para concretos. Sua influência é estudada sobre a característica do concreto no estado fresco (trabalhabilidade) e no estado endurecido (resistência à compressão axial, resistência à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade). Na realização deste trabalho variou-se os teores de substituição da escória de alto-forno, as relações água/cimento e as idades de rompimento dos corpos-de-prova. A metodologia baseou-se em ensaios laboratoriais e no uso de ferramentas estatísticas para a validação dos resultados. Com os resultados obtidos neste estudo, verificou-se que a utilização de elevados teores de escória de alto-forno como agregado graúdo e miúdo para concretos, de uma maneira geral, ou não teve nenhuma influência ou não exerceram uma influência positiva sobre as propriedades estudadas. Conclui-se que os resultados encontrados apontaram para a não viabilidade técnica da utilização deste resíduo como agregados para concretos. / The steel production requires many stages and generates large quantities of slag, these rising stocks are worrying metallurgists and environmentalists aiming the rational use of this industrial byproduct, in order to minimize possibles environmental problems. In this sense, the civil construction presents a quite fit sector to the use of reuse techniques, of wastes and byproducts, from different industries. Besides the environmental benefits, like the reduction of non-renewable natural resources, the emergence alternative construction materials enables the reduction in the cost of construction, important factor when is evaluated the deficiency existing housing in Brazil. In this research is studied a possible recycling of blast furnace slag, from of hypothesis that is viable its utilization as coarse aggregate and fine aggregate for concretes. Its influence is studied on the characteristic of concrete in fresh state (workability) and in hardened state (axial compressive strength, tensile strength by diametral compression and elastic modulus). In this work the content of substitutions of blast furnace slag was diversified, the water-to-cement ratio and the ages of breaking of the specimens. The used methodology was based on lab rehearsals and in the use of statistical tools to validate the results. With the results obtained in this study, it was found that the use of large amounts of blast furnace slag as coarse and kid aggregate for concrete, in general, had no influence or not exerted a positive influence in the studied properties. We conclude that the findings pointed to the non-technical viability of using this waste as aggregates for concrete.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-10-06T16:25:08Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 169376 bytes, checksum: ca3aa757882f843aa15a8644570b0724 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-06T16:25:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 169376 bytes, checksum: ca3aa757882f843aa15a8644570b0724 (MD5) Previous issue date: 2005-03-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o objetivo de estudar os efeitos da inclusão de duas fontes de óleo vegetal, de resíduo de carvão e de vitamina E, nas rações de poedeiras comerciais, sobre os níveis de colesterol no sangue e nos ovos, além de testar a influência destas substâncias sobre o desempenho das aves, um experimento foi conduzido com 192 poedeiras Lohmann Brown e 192 Lohmann LSL, com 58 semanas de idade, por 84 dias, divididos em três períodos de 28 dias. O experimento foi montado segundo um esquema de parcelas subdivididas, tendo nas parcelas um esquema fatorial 8 x 2 (8 tratamentos e 2 marcas comerciais) e nas subparcelas os períodos (28, 56 e 84 dias) no delineamento inteiramente casualizado com 4 repetições de 6 aves para as características produtivas, colesterol total, triglicérides e HDL sangüíneos. Para o colesterol total das gemas foram utilizadas 2 repetições de 6 aves. Os tratamentos consistiram em: 2% de óleo de soja; 2,0% de óleo de soja + 60 mg de vitamina E/kg de ração; 2,0% de óleo de soja + 2,0% de resíduo de carvão vegetal; 2,0% de óleo de soja + 60 mg de vitamina E/kg de ração + 2,0% de resíduo de carvão vegetal; 2,0% de óleo de linhaça; 2,0% de óleo de linhaça + 60 mg de vitamina E/kg de ração; 2,0% de óleo de linhaça + 2,0% de resíduo de carvão vegetal; 2,0% de óleo de linhaça + 60 mg de vitamina E/kg de ração + 2,0% de resíduo de carvão vegetal. Foram avaliados: consumo de ração; produção de ovos; peso de ovos; conversão alimentar; espessura de casca; coloração de gema; colesterol total na gema; colesterol total, colesterol-HDL e triglicérides sangüíneos. Observou-se que: as aves da marca Lohmann LSL demonstraram maiores consumos de ração; a produção de ovos não foi afetada por nenhum tratamento, marca ou período; a cada período, o peso dos ovos aumentou 0,169 g; a conversão alimentar não foi afetada; os ovos da marca Lohmann Brown apresentaram maiores espessuras de casca; ocorreu redução de 0,0006 mm na espessura das cascas a cada período; ocorreu redução de 0,0099 na cor da gema dos ovos das aves Lohmann Brown a cada período; a cor da gema dos ovos das aves da marca Lohmann Brown foi maior do que a da marca Lohmann LSL no primeiro e segundo períodos, e ocorreu redução de 0,0099 na cor da gema a cada período; as aves Lohmann LSL exibiram níveis mais altos de colesterol e triglicérides sangüíneos; foi observado aumento de 0,9978 mg/dL nas concentrações de colesterol e 16,9285 mg/dL nas concentrações de triglicérides sangüíneos a cada período; não foi observado nenhum efeito sobre as concentrações de colesterol-HDL, bem como colesterol total da gema. / Oil, Charcoal and Vitamin E evaluation in the blood and eggs lipid concentrations of laying hen. Advisor professor: george Henrique Kling de Moraes. Committee members: Luiz Fernando Teixeira Albino and Paulo Roberto Cecon. An experiment was carried out with 192 laying hens Lohmann Brown and 193 Lohmann LSL, 58 weeks old, for 84 days, divided in three periods of 28 days with the aim of studying the two vegetable oil sources, the charcoal residue and the vitamin E inclusion effects in the commercial laying hens ration, over the cholesterol levels in the blood and in the eggs, besides testing these substances influences over the birds performance. The experiment was set according to a subdivided parcels scheme, with a factorial factor 8 x 2 (8 treatments and 2 commercial brands) in the parcels, and in the sub-parcels the periods (28, 56 and 84 days) in the delineation totally randomized with 4 repetitions of 6 birds for the productive characteristics, sanguineous total cholesterol, triglyceride and HDL. For the total cholesterol, the yolk total, 2 repetitions of 6 birds were used. The treatments consisted in: 2% of soy bean oil; 2% of soy bean oil + 60 mg ration of vitamin E/kg; 2% of soy bean oil + 2% of charcoal residue; 2% of linseed oil; 2% of linseed oil + 60 mg/kg ration of vitamin E/kg; 2% of linseed oil + 2% of charcoal residue; 2% linseed oil + 60 mg ration of vitamin E/kg + 2% of charcoal residue. The ration consume; egg production; egg weight; feeding conversion; sanguineous total cholesterol; HDL-cholesterol and triglyceride were evaluated. It was observed that: the birds of the Lohmann LSL brand showed greater ration consume; the egg production was not affected by either treatment, brand or period; at each period; the egg weight increased 0,169 g; the food conversion was not affected; the eggs of the Lohmann Brown brand did not show greater shell thickness; there was a 0.0006mm reduction in the shells thickness at each period; there was a 0,0099 reduction in the yolk color in the Lohmann Brown birds at each period; the yolk color in the Lohmann Brown brand birds was greater than the Lohmann LSL in the first and second periods; and there was a 0,0099 reduction in the yolk color at each period; the Lohmann LSL birds showed higher levels of cholesterol and sanguineous triglycerides; an 0.9978 mg/dl increase in the cholesterol concentrations and an 16,9285 mg/dl increase in the sanguineous triglyceride concentrations at each period were observed; no effect over the cholesterol-HDL concentrations as well as in the yolk total cholesterol were observed. / Tese importada do Alexandria

Este trabalho teve como objetivo avaliar a relação entre a emissão de CH4 e temperaturas finais de carbonização de madeira de Eucalyptus urograndis, conforme a metodologia AMSIIIK (UNFCCC, 2008). Da mesma forma, pretendeu-se avaliar a relação entre a emissão de CH4 e o rendimento gravimétrico em carvão (base seca), conforme preconizado pela metodologia AM0041 (UNFCCC, 2006). Com base nas informações encontradas, buscou-se analisar a adequação de ambas as metodologias com relação ao arcabouço teórico sobre a emissão de GNC no processo de pirólise, assim como ao incentivo, via Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, à adoção de práticas de carbonização mais eficientes, que possam resultar na redução da emissão de CH4. O experimento consistiu na condução de pirólises de cavacos da madeira a temperaturas finais de 400, 500, 600 e 700°C, a diferentes tempos de carbonização (2,5; 5,0; 7,5 e; 10 horas), em um forno-mufla conjugado a um sistema de coleta de gases. Foram calculados os rendimentos gravimétricos em carvão, licor pirolenhoso e gases não condensáveis. Os compostos químicos presentes nos gases nãocondensáveis foram identificados e quantificados mediante análise em cromatógrafo gasoso dotado de detectores de condutividade térmica, onde foi aplicado o ensaio dos seguintes gases: H2, CH4, CO e CO2. Além dessas análises foram realizadas regressões, conforme preconizam as metodologias AMSIIIK e AM0041, para identificar qual o melhor modelo obtido e, portanto, o mais indicado para a estimativa da emissão de CH4 no processo de carbonização. Concluiu-se que: a) aumentos na temperatura final de carbonização ocasionam aumento e diminuição no rendimento em gases e carvão, respectivamente; b) as diferentes taxas de aquecimento aplicadas nos ensaios laboratoriais não influenciaram o rendimento gravimétrico dos produtos da pirólise e a emissão de CO2, CO, CH4 e H2. Fugiram a essa tendência, os resultados de rendimento gravimétrico em carvão (base seca) obtidos a temperatura de 700oC; c) houve aumento na emissão de praticamente todos os gases com o aumento da temperatura final de carbonização; d) as regressões propostas pela metodologia AMSIIIK obtiveram melhores resultados do que aquela preconizada na metodologia AM0041, sendo o modelo de regressão que adota a temperatura como parâmetro de inferência da emissão de CH4 no processo de pirólise, o mais indicado para a estimativa de linhas de base em carvoarias que buscam a obtenção de créditos de carbono via melhoria da eficiência do processo de carbonização. / The objective of this work was to assess the relation between CH4 emissions and carbonization final temperatures of Eucalyptus urograndis wood, according to the AMSIIIK methodology (UNFCCC, 2008). On the same way, the correlation between CH4 emissions and the charcoal gravimetric yield (dry basis), as praised by the AM0041 methodology (UNFCCC, 2006), was evaluated. The results found were analyzed regarding the adequacy of both methodologies with the theoretical knowledge of noncondensable gases emissions in the pyrolysis process, as well as the incentive, through the Clean Development Mechanism, to the more efficient adoption of carbonization procedures that contribute to the reduction of CH4 emissions. The experiment consisted of the conduction of wood chips pyrolysis, in the temperatures of 400, 500, 600 and 700oC, at different times of carbonization (2,5; 5,0; 7,5 e; 10 hours), in an oven-muffle conjugated to a gas collector system. The gravimetrical yields of charcoal, pyroligneous liquor and non-condensable gases were calculated. The chemical composition of noncondensable gases were identified and quantified in gaseous chromatograph endowed with thermal conductivity detector, where the essay of the following gases was applied: H2, CH4, CO and CO2. Besides these analyses, regressions regarding the methodologies AMSIIIK and AM0041, have been carried through, to indentify the best model and, therefore, the most indicated for estimating CH4 emission in the carbonization process. Conclusions: a) increases in the carbonization final temperatures caused increase and reduction in the yields of gases and charcoal, respectively; b) the different heating rates applied in the laboratorial analysis have not influenced the gravimetric yield of the pyrolysis products, nor the emission of CO2, CO, CH4 and H2. The gravimetric yield of charcoal (dry basis) obtained at the temperature of 700oC, was the only data not to show this same trend; c) increases in the carbonization final temperatures lead to an increase in the emission of all gases; d) the AMSIIIK methodology regressions have gotten better results than those praised in methodology AM0041. Thus, the regression model which adopts the temperature as a parameter of CH4 emission inference in the pyrolysis process, is the most indicated for baseline estimate in charcoal facilities that seek carbon credits through the improvement of the carbonization process efficiency.

A utilização de briquetes de misturas de carvão fóssil e biomassa em substituição ao coque como agente redutor pode contribuir para a diminuição das emissões de CO2 à atmosfera no processo de redução de minério de ferro. O fenômeno do amolecimento e fluidificação do carvão fóssil durante o aquecimento permite que o mesmo absorva certa quantidade de materiais inertes à coqueificação durante o tratamento térmico. O objetivo deste trabalho é correlacionar o efeito das principais variáveis de processo de fabricação (temperatura e tempo de tratamento térmico, tamanho de partícula dos componentes, porosidade e proporção de carvão vegetal e carvão fóssil) sobre as propriedades obtidas (resistência mecânica e reatividade ao CO2) de briquetes compostos de misturas de carvão fóssil e carvão vegetal, para uso na indústria siderúrgica. Briquetes de dois formatos diferentes foram preparados em matriz cilíndrica e em maquina briquetadeira e tratados termicamente em forno vertical aquecido com resistência elétrica sob atmosfera de nitrogênio. A resistência à compressão dos briquetes foi analisada em função das seguintes variáveis: proporção de carvão fóssil e carvão vegetal, taxa de aquecimento do tratamento térmico e tamanho de partícula dos carvões. A reatividade ao CO2 dos briquetes tratados termicamente foi analisada em função das seguintes variáveis: temperatura de ensaio e vazão de CO2. Foram comparados os resultados obtidos de ambos os formatos de briquetes. Com o aumento da proporção de carvão vegetal nos briquetes cilíndricos de biocoque, a densidade aparente e a resistência à compressão após tratamento térmico aumentaram para as misturas contendo 5, 10 e 15% de carvão vegetal. A partir dessa composição (15% de carvão vegetal) tanto a densidade final quanto a resistência à compressão apresentaram diminuição. Encontrou-se que tanto os briquetes cilíndricos a verde quanto os briquetes tratados termicamente apresentam perda de resistência mecânica com o aumento do tamanho de partícula do carvão fóssil. Os melhores valores de resistência à compressão foram obtidos em briquetes feitos com carvão fóssil em mistura de 15% em peso de carvão vegetal, tamanho de partícula abaixo de 0,044 mm, tratados termicamente a 1100°C durante 8 horas. Com o aumento na adição de carvão vegetal nos briquetes compostos de carvão fóssil e carvão vegetal, observou-se um aumento da reatividade do biocoque ao CO2. As micrografias dos briquetes tratados termicamente mostraram que a textura dos briquetes tende a ser mais homogênea com aumento de carvão vegetal de madeira na mistura. Os briquetes de biocoque fabricados em briquetadeira permitiram a ampliação do processo de fabricação de briquetes a uma escala laboratorial maior e mostraram a viabilidade industrial na fabricação do biocoque. Encontrou-se que a adição de carvão vegetal de madeira na mistura influencia diretamente na resistência a compressão e a reatividade ao CO2, devido a diferentes fatores como a composição das cinzas da madeira, a diminuição da fluidez devido à ação do inerte na mistura a carbonizar, a formação de uma estrutura porosa dentro da matriz carbonosa. Não encontrou-se correlação entre o índice de alcalinidade dos briquetes e sua reatividade ao CO2. / The substitution of metallurgical coke by briquetted mixtures of coal and biomass as a reducing agent can lower the emissions of greenhouse gases (CO2) in the iron and steelmaking industry. The thermal plasticity of the coking coal can be used to absorb an amount of inert materials during heat treatment. The objective of this study is to correlate the effect of the main processes variables (heat treatment temperature and duration, particle size of the materials, porosity and coal and charcoal ratio) on the properties (compressive strength and CO2 reactivity) of briquetted mixtures of coal and charcoal. Two types of briquettes were produced, one in a cylindrical die and another in a laboratory briquetting machine. The briquettes were heat treated in a vertical electrical furnace under nitrogen atmosphere. The compressive strength of the briquettes was analyzed as a function of the following variables: coal and charcoal ratio, heating rate and particle size. The CO2 reactivity of the heat treated briquettes was analyzed as a function of the following variables: temperature and CO2 flow. For the cylindrical briquettes, the increase of charcoal (5, 10, 15 wt%) in the coal-charcoal mixtures caused an increase on the bulk density and on the compressive strength of the heat treated briquettes. Above 15 wt% of charcoal in the mixtures, the bulk density and the compressive strength decreased. It was found out that both green and heat treated briquettes had a decrease in compressive strength with the increase of the coal particle size. Optimum results of compressive strength were obtained in the briquettes with 15 wt% of charcoal, particle size <0.044 mm, heat treatment temperature of 1100°C for 8 hours. The increase in charcoal proportion caused an increase in the CO2 reactivity of the briquettes. The SEM micrographs of the heat treated briquettes showed that the texture of the briquettes tend to be more homogeneous with the increase of charcoal in the mixture. The properties of the briquettes produced in the laboratorial briquetting machine showed that a large scale production could be viable. Also, it was found out that the addition of wood charcoal in the mixture directly affects the compressive strength and the CO2 reactivity of the briquettes due to factors such as: the ashes composition, the decrease in fluidity because of the inert material in the mixture, the formation of a porous structure inside the carbon matrix. It was not found a relation between the alkalinity index and the CO2 reactivity in the briquettes.

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Fundação Araucária / O objetivo dessa pesquisa foi caracterizar painéis de cimento reforçados com biomassa vegetal de bambu mossô (Phyllostachys pubescens) e biomassa do bagaço de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) com adição de escória de altoforno à carvão vegetal. Realizou-se a caracterização física e química dos materiais. Após, foi realizado ensaio de inibição para análise da compatibilidade da biomassa de bambu mossô e de cana-de-açúcar com o cimento Portland. Os tratamentos adotados para as biomassas foram: imersão em água fria, água quente, hidróxido de sódio, silicato de sódio, silano e aditivo acelerador de pega à base de cloreto de cálcio. Foi analisado a resistência à compressão dos compósitos com a adição de diferentes teores de escória de alto-forno à carvão vegetal. Finalmente foram determinadas as propriedades físicas e mecânicas dos painéis compostos de biomassa vegetal, cimento Portland e escória de alto-forno. Os resultados do ensaio de inibição feitos com a biomassa vegetal indicaram que a adição de cloreto de cálcio à mistura é o tratamento mais eficiente para reduzir o índice de inibição da biomassa de bambu mossô e de cana-de-açúcar. Para os compósitos com escória de alto-forno, o ensaio de inibição demonstrou que a adição de 50% de escória de alto-forno se mostrou eficaz no aumento da compatibilidade. O teor de 40% de escória apresentou resistência superior aos demais traços. Para os painéis cimentobiomassa vegetal verificou-se que a biomassa de bambo mossô apresenta total viabilidade para a confecção de painéis enquanto que a biomassa de cana-deaçúcar é inviável. A relevância desse estudo está no emprego de resíduos de atividades industriais, como biomassa vegetal e escória, para a produção de novos materiais de construção. / This study aims at characterizing cement panels reinforced with mosso bamboo biomass (Phyllostachys pubescens) and biomass of sugarcane bagasse (Saccharum officinarum) with addition of blast furnace charcoal slag to the mix. The physical and chemical characterization of the materials were carried out. Afterwards, an inhibition test was performed to analyze the compatibility of the powders with Portland cement. The treatments adopted were: immersion in cold water, immersion in hot water, sodium hydroxide, sodium silicate, silane and calcium chloride. The composites compressive strength was analyzed with the addition of different mixes of blast furnace charcoal slag. Finally, the physical and mechanical properties of the panels made of vegetal biomass, Portland cement and blast furnace slag were determined. The results of the inhibition test, made with plant biomass shows that the addition of calcium chloride to the blend is the most efficient treatment to reduce the inhibition rate of the biomass of mosso bamboo and biomass of sugarcane. For composites with blast furnace slag, the inhibition test showed that the addition of 50% blast furnace slag proved effective in increasing compatibility, thus improving compressive strength. In this case, the treatment with 40% slag content presented superior resistance to the other traces. For the cement-vegetal biomass panels the study found out that the mosso bamboo biomass presents total feasibility for the preparation of panels whereas the sugar cane biomass is not feasible. The relevance of this study is the use of industrial waste, such as vegetal biomass and slag, for the production of new construction materials.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:24:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rogerio Gomes Pereira.pdf: 1311913 bytes, checksum: 594d4803b27bb1b817ac16d754681cbb (MD5) Previous issue date: 2011-02-14 / The average national rice yield was 11,3 million tones, with a harvested area of about 2,7 million hectares (IBGE 2010). Part of this comes from upland production systems in savannas that have high acidity, low fertility, with low phosphorus and potassium levels, low cation exchange capacity and high aluminum saturation. Upland rice in the Brazilian savannas (Cerrados) experiences multiple abiotic stresses and is characterized by high levels of uncertainty caused by rainfall variability. The increasing consumption of plant biomass to generate energy has produced products and by-products with high potential for agricultural use. Among these products is charcoal, that, due to its physical-chemical and molecular properties, have beneficial effects for the physical, chemical and biological soil characteristics. The objective of this work was to investigate the effect of charcoal on soil chemical properties and on the development of upland rice, and on the transpiration rate response of upland rice as an alternative to decrease the effect of drought on its growth and development. Two pot experiments were carried out using a random split-plot experimental design. The main treatments (plots) were water stress (WS) and no-water stress (NWS) and the sub treatments (subplots) were different biochar doses, 0% or control (T1), 6% (T2), 12% (T3) and 24% (T4) in growing medium (sand). The plastic pots were randomized within the sub plots with six replications. The total transpirable soil water (TTSW), the p factor, defined as the average fraction of TTSW that can be depleted from the root zone before reduction in transpiration occurs and the normalized transpiration rate (NTR) were determined. Charcoal significantly increased dry matter accumulation and leaf area of rice plants in both experiments and positively affected the chemical and physical soil properties such as water retention and nitrate availability to the plants. Biochar addition increased TTSW, p factor and reduced NTR. Consequently, biochar addition was able to change the moisture threshold (p factor) of the growing medium, up to a maximum concentration of 12%, hence delaying the point where transpiration declines and affects yield. / A safra nacional de arroz foi de 11,3 milhões de toneladas, com uma área colhida de aproximadamente 2,7 milhões hectares (IBGE 2010). Parte desta produção é cultivada em sistema de sequeiro sob solos de cerrados que é caracterizado por apresentar elevada acidez e baixa fertilidade natural, com baixos teores de fósforo, potássio, capacidade de troca catiônica e elevada saturação por alumínio. O arroz de terras altas cultivado no Brasil Central (Cerrados) experimenta múltiplos estresses abióticos e sua produtividade é caracterizada pela incerteza devido à variabilidade na precipitação. O crescente consumo de biomassa vegetal para a geração de energia tem disponibilizado subprodutos com alto potencial para o uso agrícola. Dentre esses subprodutos, destaca-se o carvão vegetal, que devido as suas características físico-químicas e moleculares, tem-se mostrado benéfico para as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos de diferentes doses de carvão vegetal de eucalipto na produção de matéria seca na cultura do arroz de terras altas e nas características físico-químicas e hídricas em substrato areia, e na resposta da taxa de transpiração do arroz de terras altas como uma alternativa para minimizar os efeitos da seca no seu desenvolvimento e crescimento. Dois experimentos em vasos foram realizados por meio do delineamento em parcela sub-dividida. A parcela principal foi constituída pelo tratamento deficiência hídrica (WS) e não deficiência hídrica (NWS) e as sub-parcelas pelas diferentes doses de carvão; 0% (controle, T1), 6% (T2), 12% (T3) e 24% (T4) adicionadas no substrato (areia). Os vasos foram inteiramente casualizados nas sub-parcelas com seis repetições por dose de carvão. A quantidade de água transpirável no solo (TTSW), o fator de depleção (p), definido como a fração de água disponível no solo que pode ser retirada da zona radicular antes de ocorrer a redução da taxa de transpiração, e a taxa de transpiração normalizada (NTR) foram determinadas. A adição de carvão ao substrato proporcionou um aumento significativo na produção de matéria seca e área foliar das plantas de arroz em ambos os experimentos. Nos tratamentos T2, T3 e T4, a adição de carvão vegetal alterou significativamente as características químicas e físico-hídricas do solo, aumentando a retenção de água e a disponibilidade de nitrato para as plantas. A adição de carvão aumentou a TTSW, o fator p e reduziu a NTR. Conseqüentemente, o carvão foi responsável por modificar o fator p, até uma concentração máxima de 12% e retardar o ponto no qual o declínio da transpiração afeta o rendimento.