Resumo |
No balanço de massa total da carbonização, em média, 30% da massa inicial da madeira é convertida em carvão vegetal e 70% em subprodutos, que além de não contribuírem com a eficiência do processo, podem elevar os custos de produção, desde que não reaproveitados. A melhor alternativa no cenário atual seria a queima contínua dos subprodutos a partir dos queimadores de gases. No entanto, há um grande desafio na operação e otimização da queima dos gases, principalmente no que tange o sincronismo dos fornos, a fim de melhorar dos queimadores. Assim, a partir deste trabalho foi avaliado o efeito do teor de umidade e do diâmetro da madeira de Eucalyptus sp. nos rendimentos dos produtos e no potencial energético dos gases por faixa de temperatura, com intuito de identificar a fase com maior potencial para a queima dos subprodutos. Para isso, a pirólise foi realizada com toretes de madeira com 30 cm de comprimento em diferentes condições de umidade (20, 30 e 40%) e diâmetro (6, 10 e 14 cm). O monitoramento da temperatura foi realizado a partir de 6 termopares inseridos no sentido radial da madeira e pré-estabelecidas 3 fases de pirólise (secagem, pré-pirólise, pirólise, baseadas na decomposição térmica da madeira. Foi possível monitorar por fase, o rendimento em massa de todos os produtos (carvão vegetal, gases condensáveis e não condensáveis). O potencial energético dos subprodutos (gases condensáveis e não condensáveis) foi determinado para subsidiar o intervalo de temperatura com melhor cenário de queima. Verificou-se que o aumento no teor de umidade não favorece o rendimento em carvão vegetal, diferente do efeito do diâmetro. E independente do efeito do teor de umidade e do diâmetro da madeira, a formação dos subprodutos não segue uma tendência clara, possivelmente devido ao efeito do gradiente de temperatura formado no sentido radial da madeira. Na fase de secagem (25 a 200°C) predominam as reações endotérmicas, é a principal fase de produção dos gases condensáveis, além disso há uma baixa concentração dos compostos gasosos não condensáveis energéticos como o CO, CH4 e H2, por isso nessa fase o poder calorífico representa apenas 20% da energia total dos subprodutos. Na faixa de 201 a 400°C ocorreram as principais reações de decomposição térmica da madeira, cuja perda em massa atingiu 62% da massa inicial. Nesta faixa foram formados compostos gasosos energéticos condensáveis e não condensáveis, cujos picos de produção foram relativamente altos, uniformes e constantes. Além disso, 80% da energia dos subprodutos obtidos durante a carbonização da madeira concentram-se nesse intervalo de temperatura. Portanto, a queima dos gases condensáveis e não condensáveis tende a ser mais promissora na faixa de 201 a 400°C. |