Combustível ecológico a partir de resíduos de biomassa e rejeitos de carvão mineral

Abstract

Estudo da elaboração de um combustível ecológico que utiliza como matérias primas resíduos de biomassa e rejeitos do beneficiamento do carvão mineral com introdução de um agente de captura de SO2 na formulação passível de competição com o carvão mineral CE4500. A biomassa utilizada foi a serragem (pó de serra) e os rejeitos foram obtidos do tratamento de efluentes da Carbonífera Metropolitana. Caracterizou-se as matérias primas para formulação, onde a quantidade de biomassa e rejeitos de carvão permaneceram fixas em todas as formulações, variando apenas a quantidade de calcário utilizada. A obtenção do combustível ecológico se deu através da operação unitária de granulação, resultando em grãos com PCS (kcal/kg) de 5022; 4979; 4813 e 4708 para as formulações branco, 1M, 2M e 3M respectivamente, assemelhando-se ao carvão de referência, que apresentou PCS de 4636. Notou-se influência do calcário no poder calorífico das formulações, evidenciada pela endotermia de calcinação. Ensaios de comportamento fluidodinâmicos foram realizados em leito de bancada para obtenção de parâmetros de fluidização das formulações e do carvão de referência. A mistura no leito se deu em uma proporção volumétrica de aproximadamente 13% e 24% tanto para os combustíveis quanto para o carvão, apresentando performances semelhantes de fluidização, indicando que quem comanda a movimentação no leito é o próprio leito de inertes. Também foram realizados ensaios de leito homogêneo para os inertes, carvão de referência, formulação branco e formulação 2M com comparativos em massa e volume. Para estes ensaios a umf foi previamente obtida por cálculos teóricos e através do método gráfico experimental de perda de carga em função da velocidade do gás ascendente onde os modelos teóricos demonstraram-se eficientes para previsão da velocidade mínima de fluidização real para um leio homogêneo. Para os leitos de mistura, a umf foi obitida experimentalmente através de método gráfico. A técnica de TGA/FTIR foi utilizada para análise da perda de massa do combustível submetido ao aumento de temperatura e análise qualitativa das emissões de compostos durante o processo. A análise TGA demonstrou maior perda nos grãos de combustível ecológico, evidenciada principalmente pelo teor de matérias voláteis presentes no mesmo, a maior perda de massa por desvolatização foi de 35,8% na formulação 1M. Os espectros de infravermelho indicaram, na faixa da banda de SO2 reduções significativas para as formulações que incluem agente dessulfurante em todas as faixas de temperatura quando comparadas ao carvão mineral de referência e formulação branco.