terça-feira, 10 de junho de 2014

CARBONIZAÇÃO – TRANSFORMANDO O LIXO EM DINHEIRO

CARBONIZAÇÃO – TRANSFORMANDO O LIXO EM DINHEIRO


Carbonização é um processo químico de combustão incompleta de determinados sólidos quando submetidos ao calor elevado. O produto desta reação química é chamado de carvão.

Pela ação do calor, a carbonização remove hidrogénio e oxigênio do sólido, de modo que a matéria restante é composta principalmente de carbono.



CARVÃO

Carvão é um material sólido, poroso, de fácil combustão e capaz de gerar grandes quantidades de calor. Pode ser produzido por processo artificial, pela queima de madeira, como o carvão vegetal; ou originar-se de um longo processo natural, denominado carbonização, pelo quais substâncias orgânicas, principalmente vegetais, são submetidas à ação da temperatura terrestre durante cerca de 300 milhões de anos e transformam-se em carvão mineral. Em função da natureza desses processos, o carvão vegetal é também chamado de artificial, e o carvão mineral, de natural (BARSA,1998).



A carbonização é um processo conhecido há pelo menos 10.000 anos, porém este processo evoluiu muito pouco durante todo este tempo.

A carbonização pode ser definida como o processo cujo objetivo é aumentar o teor de carbono fixo na madeira por meio de tratamento térmico. Para que isso aconteça, é necessária a ocorrência de vários processos, tanto físicos como químicos.

De acordo com o Balanço Energético Nacional (2000) o carvão vegetal vinha tendo um decréscimo contínuo no seu consumo (8,6 milhões de tonelada em 1994 para 6,7 milhões de tonelada em 1998). A partir de 1999 o setor parece estar se revitalizando com um suave aumento de 0,2 milhões de toneladas, porém parece que essa condição de aumento tenderá a continuar. A explicação mais provável para isso é a desvalorização da moeda, tornando o preço do carvão vegetal mais interessante do que o do coque mineral, produto concorrente como fonte energética e redutor químico do minério de ferro durante a sua produção nos altos fornos do setor siderúrgico.

A siderurgia é responsável pelo consumo de 85% do carvão vegetal, enquanto que os outros 15% são consumidos nas residências. Considerando o grande consumo siderúrgico, a qualidade do carvão se torna importante para agregar valor ao produto final (ferro-gusa). O que torna o setor siderúrgico grande consumidor de carvão, movimentando este setor da economia. Balanço Energético Nacional (2000)

Ambientalmente o carvão vegetal leva grande vantagem em relação ao carvão mineral uma vez que é proveniente de uma fonte renovável.

CARBONIZAÇÃO

A carbonização pode ser definida como o processo cujo objetivo é aumentar o teor de carbono fixo na madeira por meio de tratamento térmico. Para que isso aconteça, é necessária a ocorrência de vários processos, tanto físicos como químicos. Alguns autores relatam que o processo de carbonização pode ser entendido ao se estudar o comportamento dos três principais componentes da madeira: a celulose, as hemiceluloses e a lignina. Compreendendo o comportamento desses componentes, é possível compreender como se realiza a carbonização.

Durante o processo de carbonização da madeira, o carvão é apenas uma fração dos produtos que podem ser obtidos. Caso sejam utilizados sistemas apropriados para a coleta, também podem ser aproveitados os condensados pirolenhosos (líquido pirolenhoso) e os gases não condensáveis. A prática mais completa e eficiente, quando, além do carvão vegetal (resíduo) são aproveitados os condensados e os gases não condensáveis da madeira denominam-se “denomina-se destilação seca”, podendo ser implantada a partir da utilização de retortas ao invés dos fornos convencionais.

A carbonização pode ser representada de maneira simples como:

MADEIRA + CALOR = CARVÃO VEGETAL + VAPORES CONDENSÁVEIS + GASES INCONDENSÁVEIS

Conforme ALMEIDA (1982) o processo de carbonização pode ser dividido em quatro fases distintas:

1 – SECAGEM: Que consiste na evaporação da água contida na madeira sob as formas:

• Higroscópica, no interior das fibras: até 110oC.

• Absorvida pelas paredes das células: de 110 o C a 150 o C

• Quimicamente ligada – de 150º C a 200oC

2 – PRÉCARBONIZAÇÃO: Fase endotérmica do processo no qual uma fração do licor pirolenhoso e pequenas quantidades de gases não condensáveis são produzidas – de 180oC a 200oC até 250oC a 300oC.

3 – CARBONIZAÇÃO: Período caracterizado por uma reação exotérmica e violenta. A maior parte do alcatrão e ácido pirolenhoso são produzidos durante esta fase. De 250oC a 300oC.

4 – FASE FINAL: Período caracterizado por um aumento do teor de carbono no carvão e consequentemente um decréscimo no teor de materiais voláteis, com grande produção de alcatrão.

Os parâmetros que influenciam este processo são apresentados a seguir.

Temperatura Máxima Média

A temperatura de carbonização afeta de maneira diferenciada cada elemento químico da madeira.

Taxa de Aquecimento

A taxa de aquecimento pode ser definida como a velocidade que a temperatura se eleva num dado intervalo de tempo, enquanto a madeira é carbonizada. Pressão do Forno Durante o Processo

A pressão é um parâmetro de pouca influência para produzir carvão uma vez que praticamente todos os sistemas de carbonização trabalham com a pressão atmosférica.

FORNOS DE CARBONIZAÇÃO

Os fornos utilizados para a carbonização da madeira podem ser classificados das seguintes formas:

• Pelo Aquecimento:

o Fornos com aquecimento externo ou alotérmicos

o Fornos com aquecimento interno ou autotérmicos

• Pelo Mobilidade:

o Fornos fixos

o Fornos portáteis

• Pelo Continuidade:

o Fornos contínuos

o Fornos por carga ou batelada.

CARBONIZAÇÃO DO LIXO

Uma perene fonte de MATÉRIA PRIMA, para o processo de carbonização é o lixo urbano das Cidades, que em sua composição, dispensa a pré seleção e pode ser carbonizado, integralmente. E como resultado temos o seguinte FLUXOGRAMA DO PROCESSO.

Este é um processo simples, que ocupa pequenas áreas e agrega valor a destinação final do lixo, diferente dos aterros sanitários, que eternizam o problema, não constituindo um destino realmente final. Como se verifica no fluxograma, tudo vira produto comercial, e consequentemente fonte de 70% de toda renda obtida com o processo de carbonização, sendo que apenas 30% é resultado do processo de destinação final, como prestação de serviço ao poder publico.


Assista no vídeo a seguir um exemplo deste processo, relatado pelo Sr. Railton Faz.

https://www.youtube.com/watch?v=RCCQ43P3DHE#t=69

Processo de construção de um forno em uma indústria genuinamente mato-grossense.





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