Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-02-17T10:34:07Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 647482 bytes, checksum: 411a121afcb5b33dd302f3b440066b6a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T10:34:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 647482 bytes, checksum: 411a121afcb5b33dd302f3b440066b6a (MD5) Previous issue date: 2005-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente estudo objetivou avaliar o desempenho de fornos retangulares no processo de carbonização, envolvendo duas rotinas de carbonização. As rotinas analisaram a influência de tatus e câmaras de combustão externa no processo de carbonização, analisando-se: a) umidade da lenha, tempo de ignição, tempo de carbonização, temperatura máxima média, taxa de aquecimento, temperatura final, tempo de resfriamento, rendimento volumétrico, rendimento gravimétrico, umidade do carvão, matérias voláteis, cinza, carbono fixo, poder calorífico e tiços; b) a eficiência do sistema de monitoramento térmico na aquisição de temperaturas; c) o perfil térmico do forno nas fases de carbonização e de resfriamento; d) o balanço de massa e de energia, no processo da carbonização nos fornos retangulares. As carbonizações foram realizadas em quatro fornos de alvenaria retangulares, com câmara de combustão externa, chaminé e capacidade volumétrica para 160 estéreos, instrumentados com termopares do tipo PT 100, para registrar as temperaturas. A lenha utilizada foi o clone A08, híbrido do cruzamento entre Eucalyptus grandis e Eucalyptus urophylla, com idade de sete anos, com 3 m de comprimento, densidade básica de 530 kg/m3 e diâmetro médio de 17,5 cm. Foram realizadas oito carbonizações para cada rotina. Os resultados foram interpretados a partir das análises de estatística descritiva, para obtenção dos resultados médios e da análise de variância. Para os parâmetros umidade da lenha, tempo de ignição, temperatura máxima média, taxa de aquecimento, rendimento gravimétrico e umidade do carvão, foram observadas diferenças, estatisticamente, significativas, indicando resultados diferenciados entre as rotinas estudadas. Em relação aos parâmetros tempo de carbonização, temperatura final, tempo de resfriamento, rendimento volumétrico, matérias voláteis, carbono fixo e tiço, não houve diferenças estatísticas significativas, indicando que para esses parâmetros não houve diferenças entre as rotinas. O poder calorífico superior médio do carvão vegetal para a rotina 1 foi de 6.582,84 kcal/kg e para a rotina 2 foi de 6.854,33 kcal/kg. No perfil térmico da carbonização, observou-se maior tempo de carbonização, em função do elevado teor de umidade da lenha (66% e 48%) para as rotinas 1 e 2, respectivamente. No balanço de massa e de energia, mais de 50% da energia total do sistema é perdida, havendo grande perda na conversão madeira- carvão e na queima de gases da carbonização. Conclui-se, portanto, que a rotina 2, caracterizada pelo uso das câmaras de combustão externa, é mais eficiente no controle da carbonização. / The objective of this work was to evaluate the performance of rectangular kilns in the carbonization process, involving two carbonization routines. The routines analyzed the influence of carbonization air inlets and external combustion chambers in the carbonization process, by the following parameters: a) firewood moisture, ignition time, carbonization time, mean maximum temperature, heating rate, final temperature, cooling time, volumetric yield, gravimetric yield, charcoal moisture, volatile matters, ashes, fixed carbon, calorific power and unburned wood residuals; b) the efficiency of the thermal monitoring system to reach the temperatures; c) the thermal profile of the kiln in the carbonization and cooling phases; and d) the mass and energy balance in the carbonization process in rectangular kilns. The carbonizations were carried out in four rectangular brick kilns, with external combustion chamber, chimney and volumetric capacity for 160 steres, equipped with thermocouples type PT 100, to register the temperatures. The firewood used was the A08 clone whick is an hybrid of Eucalyptus grandis and Eucalyptus urophylla, seven year old, 3 m long, basic density of 530 kg/m3 and mean diameter of 17,5 cm. Eight carbonizations for each routine were made. The results were interpreted by the descriptive statistics analysis, for the obtention of the mean results and variance analysis. For the parameters firewood moisture, ignition time, mean maximum temperature, heating rate, gravimetric yield and charcoal moisture, significant statistic differences were observed, indicating differentiated results between the routines studied. For the parameters carbonization time, final temperature, cooling time, volumetric yield, volatile matters, fixed carbon and unburned wood residuals, there were no significant statistical differences indicating that for these parameters there were differences between the routines. The higher mean calorific power of the charcoal for the routine 1 was of 6.582,84 kcal/kg and for the routine 2 it was of 6.854,33 kcal/kg. In the carbonization thermal profile a greater carbonization time was observed, due to the high moisture content of the firewood (66 and 48%) for the routines 1 and 2, respectively. In the mass and energy balance more than 50% of the total energy of the system was wasted showing that there is great waste in the wood-coal conversion and in the burning of carbonization gases. Therefore, it was concluded that routine 2 which is characterized by the use of external combustion chambers is more efficient in the carbonization control. / Não foi localizado o cpf do autor.

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.