O presente trabalho mostra os resultados obtidos no estudo da utilização do rejeito bruto da extração de carvão mineral como agregado miúdo na produção de blocos de concreto para pavimentação de vias públicas. Neste trabalho os blocos de concreto foram produzidos na fábrica da prefeitura de Criciúma, que está situada nas dependências do Presídio Municipal Santa Augusta. Esta fábrica proporciona uma opção de trabalho aos apenados que adquiriram o direito de cumprirem suas penas em regime semiaberto, cumprindo assim, um importante papel social na ressocialização destas pessoas, além de produzir o material de revestimento, que é aplicado nas vias públicas do município, a um custo bastante atraente. Durante a produção das amostras dos blocos de concreto com o rejeito de carvão, procurou-se ao máximo não alterar o processo desenvolvido na fábrica onde são produzidos os blocos de concreto empregados na pavimentação das vias públicas de Criciúma. Sendo assim, a única alteração imposta às amostras foi a substituição proporcional do agregado miúdo natural, areia lavada, pelo agregado de rejeito de carvão mineral, nas proporções de 25%, 50%, 75% e 100% O lote de estudo contou ainda com a produção de blocos de concreto sem adição de rejeito de carvão, que teve como função servir de base comparativa para as análises de compressão, abrasão e absorção de água. Posteriormente foi realizado um estudo para avaliar a possibilidade de geração, pelos blocos de concreto, de drenagem ácida de mina (DAM), que é a principal fonte de poluição do solo e dos corpos d’agua dos municípios pertencentes à AMREC – Associação dos Municípios da Região Carbonífera. Como resultado, aponta-se a viabilidade de utilização de rejeito de carvão nas proporções de 25% e 50% em substituição ao agregado miúdo natural (areia), criando assim, uma nova perspectiva às mineradoras de carvão da AMREC, que poderão dar um fim nobre ao rejeito de carvão, proporcionando uma produção mais limpa e sustentável, além de poderem contar com uma nova fonte de receita proporcionada pela comercialização do rejeito de carvão produzido na sua principal atividade comercial. / This document presents the results obtained in the study of using raw waste of coal extraction. In this work the concrete block for public roads paving were produced in a factory owned by Criciuma city hall, which is situated at the municipal Penitentiary Santa Augusta. During the concrete samples blocks production with the coal waste, it was tried its best in the way of not changing the process developed at the concrete blocks production site used in the paving of Criciuma´s streets. Thus, the only change that was proportionally imposed in the sample was the replacement of fine natural aggregate, washed sand, for the coal tailings aggregate in the proportions of 25%, 50%, 75% and 100%. The batch study also included the production of concrete blocks without adding coal tailing, which was to form the basis of comparative function for the compression tests, abrasion and water absorption. Afterwards, it was done a study to assess the possibility of generating, by concrete blocks, acid mine drainage (AMD), which is the main source of soil and water pollution in the municipalities belonging from AMREC - Association of Municipalities of the Coal Region. As a result, it points feasibility of using waste coal in the proportions of 25% and 50% to replace the natural aggregate (sand), thus creating a new perspective to AMREC coal mining companies, which may give a noble and to reject coal, providing a cleaner and sustainable production, besides being able to count on a new source of revenue provided by the commercialization of coal waste produced in its main commercial activity.

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências Ambientais. / Coal is a nonrenewable energy source and its operation is responsible for the appearance of many environmental problems such as acid mine drainage (AMD), soil contamination, the presence of toxic gases and particulate matter in the atmosphere. Coal mining is responsible for approximately 6,300 ha of degraded areas in the south of Santa Catarina. Rehabilitation, as well as the maintenance of these areas for restoration of ecosystems is mandatory by law, and for this a new soil should be built. The study was developed in Unit II of mining Carboniferous Cricklewood SA, in the town of Blue whiting, Forquilhinha, SC, with the aim of evaluating combinations of materials for the construction of soils degraded by coal mining. We used different combinations of residues AMD treatment (chemical gypsum), the sieve residue of rice processing, waste treatment effluent agribusiness (WWTP sludge) and ground in a completely randomized 4 x 6 (six treatments and four replicates). The materials were subjected to chemical analyzes scanning in order to verify their contribution in terms of fertility and toxicity. Were also conducted analyzes of soil fertility built (treatments) in the installation of the experiments, six and twelve months. Both V (combination of chemical gypsum + Sieves waste of the rice processing wastes + agribusiness poultry , with 33.33 % each) and VI (combination of chemical gypsum + Sieves waste of the rice processing + agro-industrial residues + poultry soil surface horizon , the proportion of 25 % each) showed the best results in terms of soil fertility unimproved , evidenced by pH, phosphorus, potassium, organic matter, aluminum, calcium, magnesium, exchangeable acidity, sum of bases, cation exchange capacity and base saturation. Treatment V proved as the most suitable for the construction of new ground by not taking on his native soil composition. The availability of materials and soil quality produced attest the feasibility of their use in reclamation, as well as assists in the reduction of environmental costs because it prevents elavados volumes of soil are removed from natural areas for reclamation. / O carvão mineral é uma fonte de energia não renovável e sua exploração é responsável pelo aparecimento de muitos problemas ambientais, como a drenagem ácida de mina (DAM), a contaminação do solo, a presença de gases tóxicos e material particulado na atmosfera. A mineração de carvão é responsável por aproximadamente 6.300 ha de áreas degradadas no sul de Santa Catarina. A reabilitação, assim como a manutenção dessas áreas, para restabelecimento dos ecossistemas é obrigatória por Lei e, para isso um novo solo deve ser construído. O estudo foi desenvolvido na Unidade Minerária II da Carbonífera Criciúma S.A, na localidade de Verdinho, Forquilhinha, SC, com o objetivo de avaliar combinações de materiais para a construção de solos em áreas degradadas pela mineração de carvão. Foram utilizadas diferentes combinações de resíduos do tratamento da DAM (gesso químico), resíduos das peneiras do beneficiamento de arroz, resíduos do tratamento de efluentes da agroindústria (lodo de ETE) e solo em um delineamento completamente casualizado 4 x 6 (seis tratamentos e com quatro repetições). Os materiais utilizados foram submetidos a análises químicas de varredura, a fim de verificar a respectiva contribuição em termos de fertilidade e toxicidade. Foram realizadas também, análises de fertilidade dos solos construídos (tratamentos) na instalação dos experimentos, seis e doze meses após. Os tratamentos V (combinação de gesso químico + resíduos das peneiras do beneficiamento de arroz + resíduos da agroindústria avícola, na proporção de 33,33% cada) e VI (combinação de gesso químico + resíduos das peneiras do beneficiamento de arroz + resíduos da agroindústria avícola + solo do horizonte superficial, na proporção de 25% cada) apresentaram os melhores resultados em relação à fertilidade dos solos contruídos, evidenciados pelos valores de pH, fosforo, potássio, matéria orgânica, alumínio, cálcio, magnésio, acidez trocável, soma de bases, capacidade de troca de cátions e saturação de bases. O tratamento V se mostrou como o mais indicado para a construção de novos solos, pelo fato de não levar solo natural em sua composição. A disponibilidade dos materiais e a qualidade do solo produzido atestam a viabilidade de uso dos mesmos na recuperação de áreas degradadas, assim como, auxilia na diminuição dos custos ambientais, pois evita que elavados volumes de solos sejam retirados de áreas naturais para a recuperação de áreas degradadas.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:58:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000390213-Texto+Completo-0.pdf: 22434852 bytes, checksum: e63b5d68574bc82e06bb1dc29eb840ef (MD5) Previous issue date: 2007 / In this reserarch we aim to write the history of the coal mining industry in the São Jerônimo region, from the study of the strategies of the southern brazilian coal mining companies and its workplace routines between the years 1883 to 1945. The novel character of such theme’s study lead us to search and organize scattered materials made until now by the leaders of the coal mining companies and by the public powers, including texts written by members of the society. It was necessary, yet, to research a vast amount of regional and national newspapers, magazines and newsletters, the classification of a large database of images regarding the coal mining industry and the elaboration of an documental corpus originated in oral statements, which were very important, because they revealed the coal mining’s companies strategies towards the coal mining society. This research lead us to understand that the coal mining companies were very active in the sense that they’ve created a network between them, the public powers and the local community. Through its discourses and its praxis, the mining companies presented the perspective of self-sufficency of mineral coal to the whole country and its competence to the generation of public investment. Having the goal of attracting and mantaining the coal workers on the mines, the companies offered advantages for their daily life, such as housing, education, health and leisure. This study also allowed the mapping of aspects of the public powers’ action with the coal industry as well as its motivations and excuses elaborated by the workers of the local community to undertake the daily labor in a high risk activity in the depths of the land. / Nesta pesquisa buscamos fazer a história da indústria de extração de carvão mineral da região de São Jerônimo, a partir do estudo das estratégias das companhias de mineração sulinas e das rotinas de trabalho entre os anos de 1883 a 1945. O ineditismo do estudo dessa temática levou-nos a buscar e a organizar o material disperso até então produzido por dirigentes dessas companhias e pelos poderes públicos, incluindo textos escritos por membros da sociedade. Foi necessária, ainda, a pesquisa numa vasta quantidade de periódicos de cunho regional e nacional, a classificação de um grande acervo de imagens sobre a indústria carbonífera e a construção de um corpus documental proveniente de depoimentos orais, que foram muito importantes, porque trouxeram à tona as estratégias das companhias de mineração junto à comunidade carbonífera. Essa investigação nos levou à compreensão de que as companhias de mineração foram muito ativas no sentido de formar uma rede de relações entre elas, os poderes públicos e a comunidade local. Através de seus discursos e de suas práticas, as companhias apresentavam a perspectiva de auto-suficiência de carvão mineral para o país e sua competência para a geração de investimentos públicos. Com a intenção de atrair e manter os trabalhadores nas minas, as companhias ofereciam facilidades para o cotidiano deles, tais como acesso a moradia, educação, saúde e lazer. Esse estudo permitiu também mapear aspectos da ação dos poderes públicos junto à indústria carbonífera, assim como as motivações e as justificativas elaboradas pelos trabalhadores da comunidade local para a realização da labuta diária numa atividade de alta periculosidade nas profundezas da terra.

O presente trabalho mostra os resultados obtidos no estudo da utilização do rejeito bruto da extração de carvão mineral como agregado miúdo na produção de blocos de concreto para pavimentação de vias públicas. Neste trabalho os blocos de concreto foram produzidos na fábrica da prefeitura de Criciúma, que está situada nas dependências do Presídio Municipal Santa Augusta. Esta fábrica proporciona uma opção de trabalho aos apenados que adquiriram o direito de cumprirem suas penas em regime semiaberto, cumprindo assim, um importante papel social na ressocialização destas pessoas, além de produzir o material de revestimento, que é aplicado nas vias públicas do município, a um custo bastante atraente. Durante a produção das amostras dos blocos de concreto com o rejeito de carvão, procurou-se ao máximo não alterar o processo desenvolvido na fábrica onde são produzidos os blocos de concreto empregados na pavimentação das vias públicas de Criciúma. Sendo assim, a única alteração imposta às amostras foi a substituição proporcional do agregado miúdo natural, areia lavada, pelo agregado de rejeito de carvão mineral, nas proporções de 25%, 50%, 75% e 100% O lote de estudo contou ainda com a produção de blocos de concreto sem adição de rejeito de carvão, que teve como função servir de base comparativa para as análises de compressão, abrasão e absorção de água. Posteriormente foi realizado um estudo para avaliar a possibilidade de geração, pelos blocos de concreto, de drenagem ácida de mina (DAM), que é a principal fonte de poluição do solo e dos corpos d’agua dos municípios pertencentes à AMREC – Associação dos Municípios da Região Carbonífera. Como resultado, aponta-se a viabilidade de utilização de rejeito de carvão nas proporções de 25% e 50% em substituição ao agregado miúdo natural (areia), criando assim, uma nova perspectiva às mineradoras de carvão da AMREC, que poderão dar um fim nobre ao rejeito de carvão, proporcionando uma produção mais limpa e sustentável, além de poderem contar com uma nova fonte de receita proporcionada pela comercialização do rejeito de carvão produzido na sua principal atividade comercial. / This document presents the results obtained in the study of using raw waste of coal extraction. In this work the concrete block for public roads paving were produced in a factory owned by Criciuma city hall, which is situated at the municipal Penitentiary Santa Augusta. During the concrete samples blocks production with the coal waste, it was tried its best in the way of not changing the process developed at the concrete blocks production site used in the paving of Criciuma´s streets. Thus, the only change that was proportionally imposed in the sample was the replacement of fine natural aggregate, washed sand, for the coal tailings aggregate in the proportions of 25%, 50%, 75% and 100%. The batch study also included the production of concrete blocks without adding coal tailing, which was to form the basis of comparative function for the compression tests, abrasion and water absorption. Afterwards, it was done a study to assess the possibility of generating, by concrete blocks, acid mine drainage (AMD), which is the main source of soil and water pollution in the municipalities belonging from AMREC - Association of Municipalities of the Coal Region. As a result, it points feasibility of using waste coal in the proportions of 25% and 50% to replace the natural aggregate (sand), thus creating a new perspective to AMREC coal mining companies, which may give a noble and to reject coal, providing a cleaner and sustainable production, besides being able to count on a new source of revenue provided by the commercialization of coal waste produced in its main commercial activity.

O presente trabalho tem como objetivo a caracterização do carvão da mina de Leão IIcamada inferior, com a finalidade de gerar carvão pulverizado para a injeção nas ventaneiras do alto-forno na indústria siderúrgica. Esta prática visa diminuir o custo do coque, através do aumento da taxa de substituição do coque por carvões brasileiros de baixo rank. Para o estudo foram realizados ensaios de beneficiamento, análise imediata e elementar, poder calorífico, análise petrográfica e índice de inchamento livre. Na 1ª etapa de ensaios de beneficiamento, usaram-se densidades entre: 1,3-2,4g/cm3, com intervalo de diferença de 0,1 e 0,2 para as densidades de 1,3-1,9 e 2,0-2,4 g/cm3, respectivamente.Verificou-se que a fração de densidade 1,3 g/cm3 apresentou uma menor recuperação (2,0%) e um teor de cinzas de 4,3%. As maiores massas foram obtidas nas densidades de 1,4; 1,5 e 2,4 g/cm3, com recuperação de 11,1%;14,3% e 22,2% e teores de cinzas de 14,9%; 24,3% e 83,4%, respectivamente. Foram escolhidas as frações de densidades 1,4 e 1,5 g/cm3 com maior recuperação na 1ª etapa e com teor de cinzas em torno de 12 a 18%, conforme as curvas lavabilidade. Na 2ª etapa foi flutuado o carvão nas densidades de interesse escolhidas para o PCI e obtiveram-se recuperações mássicas de 13,11% e 27,00%, respectivamente. Assim as recuperações das médias ponderadas corresponderam a 22,46% para os carvões de interesse com alto teor de matéria carbonosa enquanto para as frações indesejadas obteve-se 80,45% em massa. A partir da análise imediata foram obtidos os teores das frações densidades flutuadas de 1,4 e 1,5 g/cm3, obteve-se os seguintes teores: U%- 14,45%; Cz(%bs)-15,22%;MV(bs)-36,04%; MV(bsic)- 42,51%; CF(bs) -50,54% e CF(bsic)- 59,6%. As médias da análise elementar obtida das duas frações foram: enxofre total-0,54%, hidrogênio total-5,44% e carbono total-56.74%, respectivamente. O poder refletor da vitrinita médio foi de 0,46 a 0,48% Ro, sendo classificado como sub-betuminosoB de acordo com a ASTM. O valor do poder calorífico médio foi de 5462 kcal/kg. A fração FL 1,4 é levemente aglutinante com 0,5 de perfil de inchamento, pois concentrou mais vitrinita e perfil zero (0) para fração de FL 1,5g/cm3 e NB, não sendo aglutinante. A partir dos resultados o carvão de leão II apresenta altos voláteis, bom poder calorífico superior; baixo S<1% e teores de cinzas e umidade razoáveis após beneficiamento em densidade de 1,4 a 1,5g/cm3. Assim pode ser usado para PCI, mas há necessidade de se fazer a devida mistura com carvão de médio e/ou alto rank para ajustar algumas propriedades de interesse de acordo com as exigências de cada alto-forno. / The present study concerns itself with the characterization of coal from the mine of Leão II (lower layer), for use in the steel industry with the purpose of generating pulverized coal for injection in the blast furnace. This practice is intended to reduce the cost of coke, by increasing the rate of replacement of Coke by Brazilian low-rank coals. For the study, were carried processing trials, proximate(%) and ultimate(%) analysis, calorific value, petrographic analysis and free swelling index. In the first step of processing tests, it was used density in between densities: 1.3-2, 4 g/cm3, with range of difference of 0.1 and 0.2 to 1.3 densities-1.9 and -2.0 2.4 g/cm3, respectively. It was found that the fraction of 1.3 g/cm3 density showed a minor recovery (2.0%) and an ash content of 4.3%. The biggest masses were obtained in 1.4; 1.5 and 2.4 g/cm3 densities, with 11.1%; 14.3% and 22.2% recovery and 14.9%; 24.3% and 83.4% ash content, respectively. There were chosen the fractional density 1.4 and 1.5 g/cm3 with greater recovery on the first step and with ash content around 12 to 18%, as the washability curves. The second stage was floated coal in densities of interest chosen for PCI and led to mass recalls of 13.11% and 27.00%, respectively. So recoveries of weighted averages corresponded to 22.46% to the coals with high carbon content while the unwanted fraction was 80.45% by mass. From the immediate analysis were obtained the contents of the fractions of floated densities of 1.4 and 1.5 g/cm3, the following levels: U%- 14.45%; as (% bd)- 15.22%; VM (bd)- 36.04%; VM (daf)- 42.51%; FC(bd)- 50.54% and FC (daf)- 59.6%. The averages of the elemental analysis obtained from two fractions were: total sulphur- 0.54%, total hydrogen- 5.44% and total carbon- 56.74%, respectively. The vitrinite reflector medium power was of 0.46 to 0.48% Ro, being classified as Sub-bituminous B in accordance with the ASTM standard. The value of the calorific average was of 5462 kcal/kg. The fraction FL 1.4 is slightly binder with 0.5 swelling profile because it obtained more vitrinite and focused profile of zero (0) for FL1.5 g/cm3 fraction and NB not agglutinative. From the results the Leão II coal has it was obvious presenting high volatile, good upper calorific value; low levels of S<1% and ashes and humidity reasonable after processing in density of 1.4 to 1.5 g/cm3. So it can be used for PCI, but there is need to do proper mixture with medium carbon and/or high rank to set some properties of interest according to the requirements of each blast furnace.

Orientador: Arai Augusta Bernardez Pecora / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T13:29:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hory_RogerioIshikawa_D.pdf: 3549862 bytes, checksum: 727c6ab5dce7454b6af9546842232b2e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo experimental do processo de combustão de carvão mineral brasileiro em reator de Leito Fluidizado Circulante (LFC) com o objetivo de avaliar as taxas de emissões de di óxido de enxofre (S02) e eficiência de conversão de carbono no processo de combustão. Para diminuir a emissão do S02 nos gases de exaustão, foi adicionado, ao carvão, quantidades de calcário dolomítico (dolomita), de modo que a relação molar entre o cálcio (Ca) presente no calcário e o enxofre (S) presente no carvão variou entre 0,0 e 2,0. A variação na relação molar Ca/S, como é denominada na literatura, foi um dos dois fatores avaliados neste trabalho. O outro fator envolvido nos testes foi o excesso de ar utilizado para combustão do carvão. Trabalhou-se com excesso de ar na faixa de 20 a 30%. Foram realizados 11 ensaios seguindo um planejamento experimental estatístico do tipo CCD (Composite Central Design) e mais 02 ensaios complementares. A relação molar Ca/S de 0,6 apresentou emissão zero de S02 e propôs-se utilizar uma nova relação molar: (Ca+Mg)/S para retratar processos de sorção com dolomitas. Para emissão zero de S02, uma relação molar (Ca+Mg)/S de 1,8 já é suficiente. Foram obtidas eficiências de conversão do carbono entre 86,0 e 93,0% para combustão do carvão / Abstract: This work presents an experimental study with Brazilian mineral coal combustion in a Circulating Fluidized Bed (CFB) reactor with the objective to evaluate the sulphur dioxide emissions (S02) and the carbon conversion efficiency in the combustion processo Dolomite was added to the coal to minimize the S02 emissions during combustion. The quantity of dolomite added was calculated based on the molar relation of calcium (Ca) present in the dolomite and sulphur (S) present in the coal. Ca/S molar relation had a variation between 0,0 and 2,0. Two factors were evaluated in this work: Ca/S relation and excess of air during combustion which had a variation between 20 and 30%. Eleven (11) experimental tests were evaluated following a statistical experimental design called CCD (Composite Central Design) and 02 (two) more complementary tests. Emissions of S02 with zero value were obtained for a Ca/S of 0,6. It was also proposed in this work a new relation for sorption of S02 with dolomite: (Ca+Mg)/S relation. Tests showed that a relation of 1.8 for (Ca+Mg)/S is sufficient for zero emissions of S02. Carbon conversion efficiency between 86.0 and 93.0 was also obtained during coal combustion / Doutorado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Omar Nonato (omar.nonato@saint-gobain.com) on 2012-07-26T11:58:29Z No. of bitstreams: 1 VALORIZAÇÃO DOS GASES DA CARBONIZAÇÃO DA MADEIRA VIA ROTA DE COMBUSTÃO.pdf: 1358413 bytes, checksum: 836ef646dc190719b246b4e3cc78345b (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia (suzinei.garcia@fgv.br) on 2012-07-26T12:28:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 VALORIZAÇÃO DOS GASES DA CARBONIZAÇÃO DA MADEIRA VIA ROTA DE COMBUSTÃO.pdf: 1358413 bytes, checksum: 836ef646dc190719b246b4e3cc78345b (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-26T13:10:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VALORIZAÇÃO DOS GASES DA CARBONIZAÇÃO DA MADEIRA VIA ROTA DE COMBUSTÃO.pdf: 1358413 bytes, checksum: 836ef646dc190719b246b4e3cc78345b (MD5) Previous issue date: 2012-06-27 / The production of vegetable coal from planted forests has changed in a significant way the logistics of this activity by endowing its scale and setting the structure of production, made of furnaces and peripherals. The logic of furnaces constructed to have the front side of the logging and moving along with it inasmuch as the crop is carried out was abandoned. Since then, it has been sought a way to harness the energetic availability contained in the gases of carbonization, which is still unused, and having, at best, a very weak and marginal benefit. This dissertation presents a lay out proposal for the Charcoal Production Unit (CPU) of traditional rectangular kilns in masonry designed and positioned so as to enable its coupling into a system of collection and flaring of carbonization gases. After an exhaustive literature review and technical visits to Know about different carbonization technologies, the project was elaborated, aiming to eliminate the limitations identified in the traditional technologies currently in use by companies with industrial scale production, reducing losses and operational difficulties in order to and maximize the use of gases. It is characterized by a gas flow through only one chimney installed at the bottom of the furnace, it has air intakes from process in mini chambers which operate avoiding excess of air, excessive wood flaring and the consequent excessive generation of CO2 and methane –two greenhouse gases. It is recommended the flaring gas from the carbonization for subsequent use in electricity generation and/or drying the wood before carbonization. The results of the technical and production indicators (cycles and productivity of the furnaces, etc.) obtained so far in the plant in operation have confirmed the operability of the set of the new provision designed ovens. There was no loss of productivity of the furnaces caused by the new provision, and the changes in furnace design did not impact negatively on its operating performance. The productive capacity of the unit has been confirmed so far. We had frustrated our expectations to present in this dissertation the operational results of the furnaces along with the flaring system of the gases since there was considerable delay in the construction of it, preventing us from having them before the deadline for the submission of the dissertation. We present the concepts that led us to the decisionmaking to the new lay out and we propose the continuation of studies corroborating the economic viability of the operating system, as soon as it comes into operation. / A produção de carvão vegetal a partir de florestas plantadas mudou de forma determinante a logística desta atividade dotando-a de escala e fixando a estrutura de produção composta por fornos e periféricos. A lógica de se ter os fornos construídos ao lado das frentes de exploração florestal, e se deslocando junto com ela à medida em que a colheita é realizada foi abandonada. A partir de então, tem-se buscado uma forma de aproveitar a disponibilidade energética contida nos gases da carbonização, que segue sem uso, tendo quando muito um aproveitamento incipiente e marginal. Esta dissertação apresenta uma proposta de lay out para a Unidade de Produção de Carvão (UPC) de fornos retangulares tradicionais em alvenaria projetados e posicionados de forma a possibilitar seu acoplamento a um sistema de coleta e queima dos gases da carbonização. Após exaustiva pesquisa bibliográfica e visitas técnicas para conhecimento de diferentes tecnologias de carbonização, elaborou-se o projeto, com objetivo de eliminar as limitações identificadas nas tecnologias tradicionais em uso atualmente pelas empresas com produção em escala industrial, reduzindo as perdas e dificuldades operacionais para aproveitamento dos gases. É caracterizado pela saída dos gases somente por uma chaminé instalada no fundo do forno, possui entradas de ar do processo em minicâmaras, que atuam evitando excesso de ar, queima excessiva de madeira e consequente geração excessiva de CO2 e metano – dois gases causadores de efeito estufa. Preconiza-se a queima dos gases da carbonização para uso posterior em geração de energia elétrica e/ou secagem da madeira antes da carbonização. Os resultados dos indicadores técnicos (ciclos dos fornos e produtividade, etc.) e de produção obtidos até o momento na planta em operação vêm confirmando a operacionalidade do conjunto de fornos na nova disposição concebida. Não houve perda de produtividade dos fornos causada pela nova disposição, e as modificações no projeto do forno não impactaram negativamente em seu desempenho operacional. A capacidade produtiva da Unidade vem se confirmando até o momento. Tivemos frustradas nossas expectativas de já apresentar nesta dissertação os resultados operacionais dos fornos juntamente com os do sistema de queima dos gases dado que houve considerável atraso na construção do mesmo impedindo-nos de tê-los antes da data limite de entrega da dissertação. Apresentamos os conceitos que nos levaram à tomada de decisão para o novo lay out e propomos a continuidade dos estudos comprobatórios da viabilidade econômica operacional do sistema, tão logo ele entre em operação.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-06-01T16:59:33Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Marcela Cardoso.pdf: 5716601 bytes, checksum: 47d9adedfd72fb615b8df7111129da37 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T16:59:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Marcela Cardoso.pdf: 5716601 bytes, checksum: 47d9adedfd72fb615b8df7111129da37 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / De acordo com os grandes questionamentos sobre o fu turo do clima global torna-se de fundamental importância verificar a var iação do clima ao longo da evolução do planeta. Tendo em vista que a região Am azônica é atualmente detentora da maior biodiversidade do mundo, estudos paleoclimáticos e paleoecológicos nessa região são de fundamental imp ortância para a elaboração de políticas de mitigação e adaptação contra as mudanç as globais do clima. O objetivo deste trabalho é identificar a ocorrência de mudanç as paleoambientais durante o Holoceno e Pleistoceno, através da determinação de parâmetros orgânicos e inorgânicos e da deposição de indicadores de queima da (partículas de carvão). O testemunho coletado possui 450 cm e foi fatiado a c ada dois centímetros, e nele foram feitas análises granulométricas, mineralógica s, isotópicas ( δ 13 C e δ 15 N) e C/N, microscópica para quantificação dos carvões, mercúr io, datação 14 C por AMS, além da determinação de densidade e teor em água do test emunho. De acordo com os dados obtidos do testemunho lacustre, pode-se afirm ar a ocorrência de incêndios na Serra dos Carajás durantes os últimos 26420 anos. A través da interpretação dos resultados podemos determinar a ocorrência de cinco fases bem distintas no testemunho. As características da Fase I (26.420 an os cao AP) como, a presença de caulinita, quartzo, silica e gibsita, baixos valore s na concentração de partículas de carvão podem ser indicativos de uma possível fase m ais úmida, com ocorrência de poucos eventos de queimadas locais. A ocorrência de uma fase mais úmida no período entre 30.000 e 22.000 anos AP, através do a umento da deposição de material clástico, como resultado da erosão da baci a hidrográfica durante a transição entre um clima úmido e seco. A Fase II é caracteriz ada pelo aumento da ocorrência de eventos de queimadas mais regionais (aumento da concentração de partículas de carvão e diminuição do tamanho das partículas), o a umento do COT em direção ao topo do testemunho, a presença dos minerais gibsita , quartzo, caulinita e siderita. Esse aumento nos valores do COT, podem ter sido oca sionados pelo, aumento da concentração de partículas de carvão nessa fase. A Fase III é caracterizada pela diminuição da ocorrência de queimadas (diminuição d a concentração das partículas de carvão), presença de gibsita, quartzo, caulinita e siderita, os valores de δ 13 C tornam-se mais negativos. A Fase IV é caraterizada pelo aumento de incêndios florestais mais regionais, pela presença de gibsita , quartzo e caulinita, os valores de δ 13 C tornam-se mais positivos em relação a fase anteri or. Tendência de aumento da matéria orgânica em direção ao topo do testemunho. A quinta e última fase (6.650 anos cal AP) é caracterizada pela diminuição na fre quência de incêdios, presença de gibsita, quartzo, caulinita e silica, grande aument o da quantidade de matéria orgânica. Essas caraterísticas são indicativos de u m possível retorno de condições mais úmidas, com baixa ocorrência de incêndios. / The future of global climate becomes of paramount i mportance to determine the variations of climate over the evolution of the pla net. Given that the Amazon region is currently holding the world's greatest biodiversity , paleoclimate and paleoecological studies in this region are of fundamental importanc e for the development of policies to mitigate and adapt against global climate change . The objective of this study is to identify the occurrence of paleoenvironmental chang es during the Holocene and Pleistocene, through the determination of organic a nd inorganic parameters and deposition of indicators of burning (charcoal parti cles). The core has 450 cm and was sliced every two inches, and it was made size analy sis, mineralogical, isotopic ( δ 13 C e δ 15 N) and C / N, microscopic quantification of coal, m ercury, dating 14 C by AMS and the determination of density and water content of t he core. According to data from the core, we can affirm the occurrence of fires in the Serra dos Carajás in the last 26,420 years. Through the interpretation of the results we can determine the occurrence of five distinct phases in the core. The characteristi cs of Phase I (26,420 cal years BP) as the presence of kaolinite, quartz, silica and gi bbsite, low values in the concentration of carbon particles may be indicative of a possible phase more humid, with occurrence of few events of local fire . The o ccurrence of a phase in the wettest period between 30,000 and 22,000 years BP, by incre asing the deposition of clastic material as a result of erosion of the basin during the transition from a humid and dry. Phase II is characterized by increased occurrence o f fires more regional events (increased concentration of carbon particles and de creasing particle size), the increase of TOC towards the top of the core, the pr esence of the minerals gibbsite, quartz, kaolinite and siderite. This increase in th e values of TOC, may have been caused by, increased concentration of carbon partic les in this phase. Phase III is characterized by a decrease in the occurrence of fi res (decrease the concentration of carbon particles), the presence of gibbsite, quartz , kaolinite and siderite, δ 13 C values become more negative. Phase IV is characterized by an increase of more regional forest fires, the presence of gibbsite, kaolinite a nd quartz, δ 13 C values become more positive toward earlier stage. Trend of increased o rganic matter toward the top of the core. The fifth and final stage (6,650 cal years BP ) is characterized by a decrease in the frequency of incendiary, presence of gibbsite, quartz, kaolinite and silica, a large increase in the amount of organic matter. These fea tures are indicative of a possible return of wetter conditions, with low occurrence of fires

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.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carlos rangel.pdf: 2728067 bytes, checksum: fb16fe4d020ade6680388acadc30184b (MD5) Previous issue date: 2010-02-09 / In this work were synthesized catalysts supported on activated carbons, which were obtained by carbonization of a polymer matrix. The precursor of activated carbon was the sulfonated styrene-divinylbenzene copolymer, which was synthesized by suspension polymerization in the presence of inert diluents to produce a macroporous network structure. The chemical modification was performed by sulfonation with concentrated sulfuric acid in the presence of dichloroethane. The supported catalysts were obtained by two routes. In the first one oxides were co-precipitated on the modified copolymer, and then the polymer was subjected to heat treatment and carbonization followed by activation. In the second route, the copolymer was first carbonized and subjected to activation, and then oxides were produced by co-precipitation of metalic ions. In both cases the coprecipitation involved two steps: incorporation of iron and cobalt ions through an ion exchange process and then coprecipitation in alkaline and oxidizer medium. The heat treatment consists of a heating step at 250 ° C in air atmosphere, carbonization at 900 ° C under nitrogen atmosphere and activation at 900 º C with a flow of nitrogen saturated with water vapor. The influence of the percentage of cobalt relative to iron in the material properties as well as catalytic activity in the reaction of dehydrogenation of ethylbenzene was investigated. The materials were characterized by their magnetism, infrared spectroscopy, X-ray diffraction, chemical analysis, Mossbauer spectroscopy, optical microscopy, measurements of porosity by nitrogen adsorption and catalytic activity in the reaction of catalytic dehydrogenation of ethylbenzene with water vapor. It was observed that the materials prepared by the two different routes have properties quite different as the amount of metal incorporated, the formation of oxides and textural properties. It was observed that the thermal treatments influence dramatically in the oxidation state of iron due to various reactions of oxidation and reduction occurring during the stages of synthesis and catalytic evaluation. The catalysts obtained by the two routes had better textural properties than the commercial catalyst. All supported catalysts obtained were active in the reaction of dehydrogenation of ethylbenzene. Even the support of activated carbon oxidized with nitric acid showed catalytic activity. Among the catalysts synthesized, those obtained by the second route had the best conjugated results of conversion and selectivity for the reaction, especially those synthesized with oxidized activated carbon. These catalysts are the most promising due their textural properties and surface functional groups of activated carbon. / Neste trabalho foram sintetizados catalisadores suportados em carvões ativados, que foram obtidos por meio da carbonização de uma matriz polimérica. O precursor do carvão ativado foi o copolímero de estireno e divinilbenzeno sulfonado, que foi sintetizado por meio de polimerização em suspensão, na presença de diluentes inertes para a produção de uma estrutura macroporosa e reticulada. A modificação química por sulfonação foi realizada com ácido sulfúrico concentrado na presença de dicloroetano. Os catalisadores suportados foram obtidos por duas rotas. Na primeira delas os óxidos foram coprecipitados sobre o copolímero modificado, e em seguida o polímero foi submetido a tratamentos térmicos e carbonização, e posterior ativação. Na segunda rota, o copolímero foi primeiramente carbonizado e submetido a ativação, e em seguida os óxidos foram produzidos pela coprecipitação de íons metálicos. Em ambos os casos a coprecipitação envolveu duas etapas: incorporação dos íons ferro e cobalto por meio do processo de troca iônica e em seguida coprecipitação em meio alcalino oxidante. O tratamento térmico consiste em uma etapa de aquecimento a 250 ºC em atmosfera de ar, a carbonização a 900 ºC em atmosfera de nitrogênio e a ativação a 900 ºC com um fluxo de nitrogênio saturado com vapor de água. Investigou-se durante a preparação dos catalisadores a influência do percentual de cobalto em relação ao ferro nas propriedades do material, e consequentemente em sua atividade catalítica na reação de desidrogenação do etilbenzeno. Os materiais foram caracterizados por seu magnetismo, espectroscopia de infravermelho, difração de raios X, análise química, espectroscopia de Mössbauer, microscopia ótica, medidas de porosidade por adsorção física de nitrogênio e atividade catalítica na reação de desidrogenação catalítica do etilbenzeno com vapor de água. Observou-se que os materiais preparados pelas duas rotas distintas apresentaram propriedades bastante diferentes quanto a quantidade de metal incorporado/coprecipitado, a formação dos óxidos e as propriedades texturais. Evidenciou-se ainda que os tratamentos térmicos influenciam drasticamente nos óxidos formados devido a várias reações de oxidação e redução que ocorrem durante as etapas de síntese e mesmo na avaliação catalítica. Os catalisadores obtidos pelas duas rotas apresentaram propriedades texturais superiores as do catalisador comercial. Todos os catalisadores suportados obtidos foram ativos na reação de desidrogenação do etilbenzeno. Até mesmo o suporte de carvão ativado oxidado com ácido nítrico apresentou atividade catalítica. Dentre os catalisadores sintetizados, os obtidos pela segunda rota apresentaram os melhores resultados conjuntos de conversão e seletividade para a reação, principalmente os sintetizados com carvão ativado oxidado. Esses catalisadores são os mais promissores devido as propriedades texturais e aos grupos funcionais superficiais do carvão ativado.