O presente trabalho tem como objetivo geral avaliar a viabilidade técnica da utilização de carvões provenientes da Jazida de Chico-Lomã para a produção de coque de alto-forno. Numa primeira etapa foi realizada uma ampla caracterização, sob o ponto de vista do processo de coqueificação, de amostras de carvões retiradas da 2a e 6a camadas dessa jazida (denominados CL2 e CL6) . Foi verificado que esses carvões apresentavam fracas propriedades aglutinantes devido a seu baixo grau de carbonificaçào e alto teor de componentes inertes para a coqueificação. Portanto, o aproveitamento dos carvões CL2 e CL6 para a produção de coque foi efetivado através da sua participação em mistura de carvões coqueificantes. Isso foi conduzido de duas formas, através de ensaios denominados de substituição e de adição. No primeiro caso foram substituídos determinados carvões da mistura-base de coqueificação enquanto no segundo, foram adicionadas quantidades crescentes dos carvões CL2 e CL6. A fim de avaliar a influência desses carvões sobre a estrutura e as propriedades dos coques produzidos em um fomo-piloto de carbonização, foram utilizados ensaios rotineiros da indústria siderúrgica e técnicas de caracterização da estrutura de materiais carbonosos. A substituição de um carvão importado de propriedades similares, num teor de 10%, pelo CL2. proporcionou uma significativa melhoria em todas as propriedades do coque. Dos ensaios de resistência mecânica empregados, somente o ensaio de resistência em tambor detectou uma queda considerada significativa a partir de 10% de adição. Foi verificado que a adição dos carvões de Chico-Lomã agiu no sentido de um aumento pronunciado da reatividade dos coques produzidos e, por conseqüência da diminuição da resistência após a reação do coque, a partir de 5% de adição. Isto foi atribuído ao ataque preferencial do CO2 aos componentes isotrópicos e inertes do coque. Um melhor aproveitamento do carvão de Chico-Lomã na composição do coque seria possível através da otimização da sua interação com a mistura-base. / The present work has as general target to evaluate the technical viability of the use of coals from Chico-Lomã Coalfield for the blast-furnace coke production. In a first stage a wide characterisation of samples from two seams at the Chico-Lomã Coalfield (named CL2 and CL6) was carried out, under the point of view of the cokemaking process. It was verified that those coais presented weak caking properties due to its low rank degree and high inert components. Therefore, the use of the CL2 and CL6 coals for the coke production was done through to its participation in blends of coking coals, in experiments named substitution and addition. In the first case certain coals of the blend was substituted for the CL coals, while in the second, increasing amounts of the CL coals were added in the original blend. In this sense, a complete characterisation of the blends that included them was done. Afterwards, the cokes produced in a pilot-scale oven were evaluated and their properties were correlated to their structures. The substitution of an imported coal of similar properties, in a content of 10%, for the CL2, provided a significant improvement in all the properties of the coke. The chemical composition of cokes with CL2 and CL6 addition wasn't substantially altered. From all tests of mechanical strength, only the DI presented a light fall, proportional to the amount of CL added to the coai blend. The addition of CL coals acted mainly in the sense of causing an accentuated increase in reactivity (CRJ) and, as a consequence, a depletion in coke strength after reaction (CSR), dueto changes in the coke texture. It's possible to use significant amounts ofthe Chico-Lomã coals in coke production, since the coal blend is optimised in function of these coais.

O presente estudo propõe um processo hidrotermal para converter biomassa de alta produtividade e alta umidade em carvão. O processo promove a carbonização de biomassa em polpa aquosa, possibilitando que se trate biomassa sem operação previa de secagem. O estudo é efetuado sobre três tipos de matérias primas, capim elefante, bagaço de cana e turfa. O capim elefante foi escolhido em razão de sua alta produtividade e as duas outras matérias primas foram escolhidas em razão de sua alta umidade, por sua disponibilidade e por carecerem de tecnologia bem estabelecida para seu aproveitamento. O estudo apresenta os resultados do tratamento hidrotermal dessas três matérias primas e também o desenvolvimento de alguns itens de processo, aplicados ao capim, de modo a melhor visualizar o processo como um todo. Os ensaios de laboratório de tratamento hidrotermal das três matérias primas, foram realizados em autoclaves de 1 litro de capacidade com controles de temperatura e pressão. As temperaturas de ensaio foram de 180°C a 300 °C para o capim e de 200 °C a 300 °C para a turfa e o bagaço de cana. Os tempos de residência na autoclave forma de 5, 15 e 45 minutos. As condições de tempo de residência de 15 minutos, temperatura de 260 °C para o capim e 250 °C para a turfa e bagaço de cana, apresentaram os seguintes resultados: O estudo mostra que o processo, por trabalhar em temperaturas moderadas e altas pressões, retém no carvão grande parte das matérias voláteis contidas na matéria prima, possibilitando altos rendimentos energéticos e em massa, gerando um combustível com alto poder calorífico, na faixa de 6.000 kcal/Kg, e reatividade alta. O produto é um combustível solido, bastante friável, que necessita de muito pouco trabalho de moagem para ser utilizado em maçarico. As cinzas da matéria prima são em parte lixiviadas durante o processo, resultando num carvão com teores de cinza muito menores do que seria esperado numa carbonização seca. O carvão produzido é facilmente desaguado por meios mecânicos, como filtragem, com baixo dispêndio de energia. / To convert biomass of high productivity and high moisture to coal, the author proposes a hydrothermal process. This way, the carbonization proceeds under wet conditions and drying before processing is not needed. Three raw materials have been tested: Pennisetun Purpureum Shum (elephant grass), peat and sugar cane bagasse. The first material has high productivity, the latter two show high moisture, they are easily available and up to now, a good coalification technology has not been developed. This study gives results of the hydrothermal process applied and characterizes some steps of this process in more detail to enhance understanding of process. Tests have been conducted in autoclaves of 1 L capacity with extemal pressure and temperature control. The range of temperatures used is 180 to 300 °C and the coalification time has been 5, 15 and 45 minutes. At the test time of 15 minutes and 260 °C for the elephant grass and 250 °C for sugar cane bagasse and peat, the results are as floow: The results of this study show that during the hydrothermal process a high quantity of volatile material is retained in the newly formed coal due to working with low temperature and high pressures. This gives a product of high calorific power (about 6.000 kcal/Kg), of high reactivity and mass. The resulting product does not need much grinding to be used by bumers. The process partially removes the ashes and the final ash content of the coal is much lower than the one produced by dry coalification. Dewatering is very easily done by mechanical means, filter pressing for instance, and does not require high amounts of energy.

O dimensionamento de pilares em mineração de carvão, no Brasil, sempre foi considerado conservativo em relação às metodologias e características das camadas que estava sendo lavrada. Torna-se necessário reverter o status-quo existente nesse tema para que a atividade de mineração em carvão se torne mais lucrativa e segura ao mesmo tempo. Problemas geomecânicos, que causaram acidentes fatais, diminuição das reservas de carvão, alto custo de extração e baixa recuperação na lavra são decorrentes ao baixo conhecimento do comportamento geomecânico do maciço rochoso e das metodologias de modelamento geomecânicos. Esse trabalho propõe uma nova técnologia de mapeamento geomecânico e caracterização geomecânica para determinar parâmetros geomecânicos das rochas que formam o sistema piso-pilarteto de uma camada de carvão. O dimensionamento de pilares, então, deve ser baseado nessas informações que alimentam um modelo geomecânico que utiliza métodos numéricos para solucionálos. Dentro do processo de aquisição de informações geomecânicas são propostos novos métodos de mapeamento geomecânico por janela amostral e o cálculo dos índices espaçamento médio e freqüência de descontinuidades. Baseado nas características quantitativas das descontinuidades é proposto o cálculo do RQD* (Rock Quality Designation teórico) para a camada de carvão com base na função de distribuição que se ajusta ao histograma de distribuição do espaçamento de descontinuidades. Esse procedimento refletiu melhor a qualidade do maciço rochoso, baseado no índice RMR (Rock Mass Rating). Considerando-se a qualidade do maciço rochoso e utilizando critérios de rupturas empíricos, foram estimados os parâmetros geomecânicos das rochas que alimentaram os modelos geomecânicos.(Continua)_ Foram gerados modelos numéricos para simular situações reais encontradas na camada Bonito em Santa Catarina e propor um novo paradigma para dimensionamento de pilares, baseado em simulação numérica, considerando todo o entorno do pilar, compreendendo o sistema piso-pilarteto. Os resultados desses modelos são comparados com o monitoramento das deformações dos pilares para confrontar as simulações numéricas com o comportamento geomecânico do maciço insitu. Os resultados apresentaram grande qualidade e concordância com o comportamento dos pilares apresentados no monitoramento das deformações, provando que a metodologia proposta aqui pode ser utilizada em futuros projetos de dimensionamento de pilares.

Em função da importância do processo de jigagem no beneficiamento de carvão no Brasil, onde 95% da produção bruta, ROM, é beneficiada em jigues para a obtenção de carvão energético ou carvão pré-lavado, e da inexistência de um trabalho sistemático de caracterização deste processo, esta dissertação apresenta um estudo detalhado do desempenho de jigues no beneficiamento de carvão nacional, através do levantamento dos critérios de avaliação de performance dependentes e independentes derivados das curvas de partição e análises densimétricas dos diversos produtos. São desenvolvidos "softwares" para o processamento dos diversos dados levantados "in situ", com aplicação nas áreas de cálculo de balanços de massas e metalúrgico, processamento de análises densimétricas, cálculo de coeficientes de partição, modelamento matemático de curvas de partição e cálculo dos critérios de avaliação de performance. Conclue-se que, de um modo geral, o processo de jigagem é mal empregado no Brasil, conduzindo obtenção de produtos de baixa recuperação. Isto ocorre basicamente em função das características peculiares do carvão nacional e do fato que, no Brasil, utiliza-se jigues de fabricação estrangeira, dimensionados para outros tipos de carvões de melhor qualidade. Este trabalho pretende alertar aos profissionais da área e oferece algumas sugestões com o objetivo de melhorar a baixa eficiência do beneficiamento de carvão observada em diversos lavadores. / 96% o f the production of raw coal in Brazil is beneficiated in jigs to produce thermal and metallurgical coal. Because of the lack of a systematic characterization of this process, this dissertation presents a detailed study on the performance of the jigging process as practised in Brazil. This was carried out by determining dependent and independent efficiency criteria derived from the partition curves and from float-and-sink analysis. Software were developed to process data collected "in situ", with application to the areas of mass and metallurgical balance calculation, float-and-sink analysis processing, partition factors calculation, partition curves modelling and performance criteria calculation. It is conclueded that, in a general way, the jigging process is used incorrectly in Brazil, often yielding low recovery. This happens because, in Brazil, the jigs being used were designed without taking into account the peculiarities of the coal. This work advises the professionals of the area end offers sugestions with the aim of improving the poor coal cleaning efficience observed in several coal washeries.

O presente estudo propõe um processo hidrotermal para converter biomassa de alta produtividade e alta umidade em carvão. O processo promove a carbonização de biomassa em polpa aquosa, possibilitando que se trate biomassa sem operação previa de secagem. O estudo é efetuado sobre três tipos de matérias primas, capim elefante, bagaço de cana e turfa. O capim elefante foi escolhido em razão de sua alta produtividade e as duas outras matérias primas foram escolhidas em razão de sua alta umidade, por sua disponibilidade e por carecerem de tecnologia bem estabelecida para seu aproveitamento. O estudo apresenta os resultados do tratamento hidrotermal dessas três matérias primas e também o desenvolvimento de alguns itens de processo, aplicados ao capim, de modo a melhor visualizar o processo como um todo. Os ensaios de laboratório de tratamento hidrotermal das três matérias primas, foram realizados em autoclaves de 1 litro de capacidade com controles de temperatura e pressão. As temperaturas de ensaio foram de 180°C a 300 °C para o capim e de 200 °C a 300 °C para a turfa e o bagaço de cana. Os tempos de residência na autoclave forma de 5, 15 e 45 minutos. As condições de tempo de residência de 15 minutos, temperatura de 260 °C para o capim e 250 °C para a turfa e bagaço de cana, apresentaram os seguintes resultados: O estudo mostra que o processo, por trabalhar em temperaturas moderadas e altas pressões, retém no carvão grande parte das matérias voláteis contidas na matéria prima, possibilitando altos rendimentos energéticos e em massa, gerando um combustível com alto poder calorífico, na faixa de 6.000 kcal/Kg, e reatividade alta. O produto é um combustível solido, bastante friável, que necessita de muito pouco trabalho de moagem para ser utilizado em maçarico. As cinzas da matéria prima são em parte lixiviadas durante o processo, resultando num carvão com teores de cinza muito menores do que seria esperado numa carbonização seca. O carvão produzido é facilmente desaguado por meios mecânicos, como filtragem, com baixo dispêndio de energia. / To convert biomass of high productivity and high moisture to coal, the author proposes a hydrothermal process. This way, the carbonization proceeds under wet conditions and drying before processing is not needed. Three raw materials have been tested: Pennisetun Purpureum Shum (elephant grass), peat and sugar cane bagasse. The first material has high productivity, the latter two show high moisture, they are easily available and up to now, a good coalification technology has not been developed. This study gives results of the hydrothermal process applied and characterizes some steps of this process in more detail to enhance understanding of process. Tests have been conducted in autoclaves of 1 L capacity with extemal pressure and temperature control. The range of temperatures used is 180 to 300 °C and the coalification time has been 5, 15 and 45 minutes. At the test time of 15 minutes and 260 °C for the elephant grass and 250 °C for sugar cane bagasse and peat, the results are as floow: The results of this study show that during the hydrothermal process a high quantity of volatile material is retained in the newly formed coal due to working with low temperature and high pressures. This gives a product of high calorific power (about 6.000 kcal/Kg), of high reactivity and mass. The resulting product does not need much grinding to be used by bumers. The process partially removes the ashes and the final ash content of the coal is much lower than the one produced by dry coalification. Dewatering is very easily done by mechanical means, filter pressing for instance, and does not require high amounts of energy.

Tese de mestrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto.. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

A informação acerca da área de especialização foi retirada da intranet / Tese de doutoramento. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2006

Este trabalho tem por objetivo estimar as emissões atmosféricas da Usina Termoelétrica Jacui I, a qual está sendo construída em Eldorado Sul-RS e que deverá entrar em operação em 1992. / This work aims at foreseing atmospheric emissions from an hypothetical thermoeletric power plant, Jacui I, which is assumed to begin activities by 1992.

Consta o presente trabalho do estudo das caracteristicas de flotabilidade de carvões da camada Barro Branco, SC, e da Jazida de Leão, RS. São apresentadas as variáveis de flotação para o carva-o da camada Barro Branco, avaliadas as condições que ofereceram a melhor eficiência na separação e estas foram aplicadas ao carvão de Leão. Estudos petrográficos que consistiram na determinação do "Rank" e da distribuição e quantidade da matéria inorgânica disseminada na matéria orgânica, permitiram complementar a explicação das diferenças dos resultados de flotação obtidos paraos dois carvões examinados. / The present study is addressed to study the characteristics in flotation response between two different coals; one from Camada Barro Branco, Santa Catarina and another from Leão mine, Rio Grande do Sul. The influence of the various parameters regulatingthe flotation of the coal from Camada Barro Branco was de termined and the best conditions applied to that coal from Leão. Petrographic studies which allowed the determination of the Rank and distribuition plus the amount of the inor ganic material incorporated in the organlc one, permitted to offer explanations of the distinct flotation behaviour of the two coals.