Produção de carvão vegetal por micro-ondas

[pic 1]

	kg
Pirolenhoso	463,8	45,29	13016
N/D	83,2	8,13	N/A
Água	337,5	32,96	N/A
Alcatrão	139,5	13,62	3125
Massa de gás	1024		16141
		PCI (MJ/kg)	15,76

[pic 2]

QUANTIFICAÇÃO E QUALIFICAÇÃO DE PRODUTOS GERADOS NO PROCESSO ONDATEC DE PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL POR MICRO-ONDAS*

Anderson dos Santos Morais1

Tiago LuisOliveira2 Paulo Santos Assis3 Alessandra Chagas Daniel4 Marco Aurélio Dumont Porto5 Thales Eduardo Leal6

Renan Cezar Artilha7 Lucas Gibram Leite e Silva8

Resumo

Em função da crise energética e do aquecimento global, faz-se necessário a utilização de novas fontes de energia como uso sustentável da matriz energética disponível. Do exposto, a CEMIG GT, a ONDATEC e a Universidade Federal de Ouro Preto, investiram em um projeto no âmbito do Programa (P&D) Cemig/Aneel para geração de energia. O objetivo deste trabalho foi efetuar a avaliação do potencial energético dos efluentes gasosos (gases não condensáveis – GNC) e líquidos (Gases Condensáveis) de uma planta de pirólise de biomassa via micro-ondas para a produção de carvão vegetal. Para tanto, a ONDATEC construiu uma unidade piloto de produção de carvão vegetal (pirólise) por micro-ondas com capacidade de produção de 150 kg por hora. O processo de pirólise ocorreu em modo contínuo e em dois estágios, a secagem da biomassa e a pirólise propriamente dita, com a produção de carvão vegetal, gás de pirólise (GNC) e bio-óleo (GC). Em face dos resultados obtidos para o GC e o GNC, foi verificado um potencial de geração de 2,24 MWh de energia elétrica por tonelada de carvão produzido, que pode ser uma boa alternativa para desonerar a cadeia produtiva do carvão vegetal e do ferro gusa.

Palavras-chaves: Biomassa; Pirólise; Micro-ondas; Energia.

MEASUREMENT AND QUALIFICATION OF GASES GENERATED IN THE PROCESS OF CHARCOAL PRODUCTION IN MICROWAVE TECHNOLOGY - BY ONDATEC COMPANY

Abstract

Facing energy crisis and global warming, the use of new energy sources such as sustainable ones has become imperative. In this context, CEMIG GT Company, ONDATEC Company and the Federal University of Ouro Preto, invested in a project under the Program (R&D) CEMIG/ANEEL for power generation. The objective of this work was to test the energy potential of waste gases (non-condensable gases-NCG) and liquid (condensable gases-CG) of a biomass pyrolysis plant by microwave to produce charcoal. Therefore, ONDATEC built a pilot unit by microwave charcoal production (pyrolysis) microwave with a capacity of 150 kg per hour. The pyrolysis process was in a continuous mode and in two stages: the biomass drying and the pyrolysis itself. As a result, charcoal, pyrolysis gas (NCG) and bio-oil (CG) were produced. According to the results obtained for the CG and the NCG, it was found a generation potential of 2.24 MWh of electric energy produced by one ton of charcoal, which can be a good alternative to relieve the production chain of charcoal and pig iron.

Keywords: Biomass; Pyrolysis; Microwave; Energy.

1        Engenheiro de Alimentos, Doutor em Engenharia Química, Ondatec – Tecnologia Industrial em micro-ondas, Uberaba, MG, Brasil.

2        Eng. Mecânico, Doutorando em Engenharia de Materiais, Redemat, UFOP, Ouro Preto, MG, Brasil.

3        Engenheiro Metalurgista, M.Sc., Dr.-Ing. Professor Titular da Escola de Minas, UFOP, Diretor da ABM, Professor da REDEMAT, Ouro Preto, MG, Brasil.

4        Engenheira Química, Química, Tec. Tecnologia e Normalização, CEMIG, gerente do projeto, Belo Horizonte, MG, Brasil.

5        Eng. Civil, Gerente de Alternativas Energéticas, CEMIG, Belo Horizonte, MG, Brasil.

6        Eng. Metalurgista, Mestrando em Engenharia de Materiais, Redemat, UFOP, Ouro Preto, MG, Brasil.

7        Graduando em Engenharia Metalúrgica, UFOP, Ouro Preto, MG, Brasil.

8        Eng. Metalurgista, Mestrando em Eng. de Materiais, Redemat, UFOP, Ouro Preto, MG, Brasil.

1 INTRODUÇÃO

A evolução do consumo mundial de energia, baseada em combustíveis fósseis, conduziu a humanidade para uma matriz energética cara e, sobretudo, bastante negativa para o meio ambiente [1]. A demanda mundial por energia tem sido suprida por fontes não renováveis (82%) e fontes renováveis (18%) [2].

Thiago et alii (2010) afirma que em 2010, 47% da energia do Brasil foi proveniente de fonte renovavel, sendo que 30% deste valor correspondeu a energia proveniente do uso de biomassa [3].

De acordo com o 28° Balanço Energético do Estado de Minas Gerais [5] a demanda total da participação da lenha no estado foi de 20,3% em 2012. O setor industrial foi o maior consumidor do carvão distribuído. A indústria não integrada de ferro gusa consumiu 45,6% do carvão destinado ao setor. Isso se deve principalmente à resentatividade das siderurgias em Minas Gerais, que possui grandes consumidores de carvão vegetal.

Braga afirma que a pirólise da madeira produz carvão vegetal, tiços, gases condensáveis (licor pirolenhoso e alcatrão vegetal) e gases não condensáveis (CO2, CO, CH4, H2, O2, N2 e hidrocarbonetos). De acordo com o autor os gases efluentes podem ser utilizados para melhorar a eficiência térmica do processo de obtenção de carvão vegetal, secagem da madeira, cogeração e diminuição das emissões de gases de efeito estufa [4].

Segundo Pereira, os fornos de micro-ondas tem participado com parcelas cada vez maiores do mercado, como alternativa para a pirólise da madeira. Contudo, o uso da energia de micro-ondas, ainda é visto com restrição pelos empresários, que relutam em adotar a tecnologia, seja por receio de uma rejeição dos seus produtos, ou pelo custo elevado de implantação do sistema [6].