Estudo experimental da secagem e carbonização do Eucalipto Saligna para produção de carvão vegetal. - Varón Cardona, Lina Maria (2012)
A crescente busca por formas de energia mais limpas e renováveis têm colocado o carvão vegetal como possível alternativa ao fóssil na siderurgia brasileira. A secagem de toras de EUCALYPTUS Saligna é uma importante etapa do processo de carbonização. O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento de algumas variáveis que afetam os processos de secagem e carbonização da madeira para produção de carvão vegetal, assim como entender o efeito da pré-secagem na carbonização; visando estabelecer coeficientes básicos de engenharia neste processo. Para isso, foi determinada a densidade básica da madeira através do método de Máximo Teor de Umidade (TEU); foram secadas toras de madeira a temperatura constante de 120°C, foram feitos ensaios de carbonização em retorta de aço inoxidável aquecida com resistência elétrica e finalmente foram feitos ensaios de perda de massa durante a carbonização com amostras cúbicas de 10 mm de lado; neste ultimo ensaio foi variada a temperatura de carbonização e o tempo de secagem das amostras antes de serem carbonizadas. Foram utilizadas toras de EUCALYPTUS Saligna com sete anos de idade. A secagem de toras de EUCALYPTUS Saligna a 120°C apresentou duas fase de velocidade variável. A densidade básica do EUCALYPTUS Saligna diminuiu no sentido centro periferia e os valores médios obtidos foram 0,59 g/cm³ no centro, 0,49 g/cm³ no ponto médio entre o centro e casca, e 0,44 g/cm³ na periferia. A carbonização de toras em retorta com taxa de aquecimento inicial entre 4,3°C/min e 5,4°C/min, apresentou comportamento exotérmico; de tal forma que a temperatura nominal do forno pouco afetou o rendimento em carvão. Para taxas de aquecimento inicial maiores que 12,6°C/min não se observaram temperaturas da madeira superiores a do forno. Para a carbonização a 420°C,o rendimento em carvão diminui com o tempo de carbonização; para uma hora a carbonização é incipiente. O teor de carbono fixo para a carbonização a duas ou três horas apresentou pouca variação. Carbonizações de amostras pequenas de eucalipto indicaram rendimento em carvão de 38,2% a 420°C e 20,94% a 950°C. Em relação a posição da amostra na tora, observa-se que, quando carbonizadas a 420°C, a perda de massa ocorre aumentando na direção centro periferia, no sentido das menores densidades. Aumentando-se a temperatura de carbonização, a perda de massa aumenta até 500°C; Já a 950°C a perda de massa resultou a mesma que a 500°C, mas com o aumento da temperatura diminui o tempo para atingir massa constante. A carbonização com temperatura variável ate 420°C, de amostras com umidade de equilíbrio, apresentou menor perda de massa que a carbonização de amostras secas em estufa. Finalmente foram avaliados os conceitos relacionados à exotermia e endotermia da madeira assim como aos processos de secagem e carbonização da madeira, de modo a direcionar trabalhos futuros do Grupo de Pesquisa.