Índices técnicos de conversão de resíduos de exploração florestal em carvão vegetal e caracterização de suas propriedades em dois sistemas de carbonização

Abstract

A exploração florestal gera uma grande quantidade de resíduos florestais. Portanto, a produção de carvão vegetal se torna uma forma econômica de aproveitamento dessa biomassa. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo determinar índices de conversão (IC) de resíduos de exploração florestal em carvão vegetal (razão entre o volume de resíduos e o volume nominal do forno em m3: VR m3/VNFm3 - Índice de Enchimento do Forno/IEF; razão entre o volume de resíduos e o volume de carvão, mdc: Rm3/VCmdc, razão entre o volume st. de resíduos e o volume de carvão: VRst/VCmdc, e razão entre o volume do forno e o volume de carvão: VNFm3/ VCmdc, - Indice de Conversão Volumétrica/ICV; razão entre o peso do carvão e o volume dos resíduos enfornados: PCton/VRm3, e razão entre o peso do carvão e o volume st. dos resíduos enfornados: PCton/VRst - Índice de Conversão em Peso – ICP); as características físicas (densidade a granel - Dgr, densidade básica - Db e poder calorífico superior - PCS); químicas (teor de materiais voláteis - TMV, teor de cinzas - TCi e teor de carbono fixo - TCF) e friabilidade (F) do carvão produzidos no forno metálico e forno de alvenaria pertencentes à empresa CIKEL Brasil Verde Madeira LTDA, Paragominas/PA. Para comparação estatística nos dois sistemas de carbonização, foi realizado o teste ‘t’ de Student. Os principais resultados encontrados para o forno de alvenaria e metálico, respectivamente, foram: VR m3/VNFm3 de 0,69 e 0,62; VRm3/VCmdc de 0,99 e 1,15; VRst/VCmdc de 1,29 e 1,59; VCmdc/VNFm3 de 1,44 e 1,84; PCton/VRm3 de 0,243 e 0,166; PCton/VRst ; a Dgr foi de 238,33 e 189,00 kg/m3; a Db foi de 0,51 e 0,42 g/cm3; o PCS de 6790,60 e 7187,08 Kcal/Kg; TMV foi de 23,15 e 20,74 %; TCi de 2,6 e 3,16 %; TCF de 74,24 a 76,10 %; e F do varvão de 25,37 e 29,05 % de perda. O forno de alvenaria apresentou melhores índices do que o forno metálico, resultados que podem ser justificados pela acelerada volatilização ocorrida no forno metálico. Com relação às propriedades físicas, químicas e mecânica não foi possível distinguir qual o processo de carbonização produz melhor carvão, devido os testes não apresentarem diferenças significativas, exceto para a densidade a granel do carvão, esta diferença pode estar ligada a granulometria do carvão e/ou a densidade básica do resíduo que o originou.

The forestry exploration generates a large amount of forest residues. So, the production of charcoal becomes this residue a form of economic exploitation of biomass. Thus, this study aimed to determine rates of conversion (IC) of residues from logging into charcoal (ratio between the volume of waste and the nominal volume of the furnace in m3: VR m3 / VNFm 3 - Index Filling Oven / IEF; ratio of the volume of waste and the volume of coal, mdc: Rm 3 / VCmdc, the volume ratio of st. waste and the volume of coal: VRst / VCmdc, and ratio of the volume of the oven and the volume of coal: VNFm 3 / VCmdc - Content Conversion Volumetric / ICV; ratio between the weight of coal and the volume of waste put into the furnace: PCton / VRM 3 , and ratio between the weight and volume of coal st. waste kiln: PCton / VRst Index - Conversion in Weight - ICP); the physical characteristics (bulk density - Grd, basic density - Bd and gross calorific value - GCV), chemical (volatile materials content - VMC, ash - TCi and carbon fixed - TCF) and friability (F) coal produced in the kiln furnace metal and masonry company belonging to the CIKEL Brasil Verde LTDA, Paragominas / PA. For statistical comparison in the two systems of carbonization was performed for 't' test of Student. The main results for the furnace masonry and metal, respectively, were: VR m3 / VNFm 3 0.69 and 0.62; VRM 3 / VCmdc 0.99 and 1.15; VRst / VCmdc 1.29 and 1 , 59; VCmdc / VNFm 3 1.44 and 1.84; PCton / VRM 3 0.243 and 0.166, PCton / VRst; the Dgr was 238.33 and 189.00 kg / m3, the Db was 0.51 and 0.42 g / cm 3, the PCS of 6790.60 and 7187.08 Kcal / Kg; TMV was 23.15 and 20.74%; TCi 2.6 and 3.16%, to 74.24 TCF 76.10% and F of charcoal of 25.37 and 29.05% loss. The brick oven had better rates than the metal furnace, results can be explained by accelerated volatilization occurred in the furnace metal. With respect to physical, chemical and mechanical unable to distinguish the carbonization process produces more coal, because the tests did not differ significantly, except for a bulk density of coal, this difference may be linked to the coal particle size and / or the basic density of the waste that resulted.