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.
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.
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.
