Efeito da granulometria e de aglutinantes nas propriedades de briquetes de finos de carvão vegetal

Abstract

O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades dos briquetes produzidos com finos de carvão vegetal para a geração de energia. Para confeccioná-los, foram utilizados três frações de finos de carvão (20, 35 e 60 mesh) e aglutinantes de amido pré-gelatinizado (APG), farinha de babaçu, dextrina, silicato de sódio, nas proporções de 15, 25 e 35% e o aglutinante a base de alcatrão vegetal nas proporções de 70, 80 e 90%. Inicialmente produziu-se o carvão que foi fragmentado, moído e peneirado e os finos foram então misturados aos aglutinantes e homogeneizados. Foram pesados 30 g da mistura, a qual foi levada para a prensa onde foi aplicada uma pressão de nove toneladas durante um minuto. A cura dos aglutinantes foi obtida aquecendo-se os briquetes em um forno à temperatura de 200ºC por 30 minutos. Aqueles confeccionados com alcatrão vegetal foram aquecidos durante 1h a 150ºC; 1h a 200ºC; 1h a 350ºC; e 1h a 450ºC. Foram produzidos dez briquetes por tratamento, totalizando 600. A densidade aparente foi obtida seguindo-se a metodologia descrita pela norma ABNT NBR 9165. Para a análise química imediata (umidade, materiais voláteis, teor de cinzas e carbono fixo) aplicou-se a metodologia expressa na norma ABNT NBR 8112, e o poder calorífico superior dos briquetes foi determinado utilizando-se os procedimentos descritos pela norma da ABNT NBR 8633. De acordo com os resultados, os briquetes produzidos com alcatrão vegetal apresentaram os maiores valores médios para o poder calorífico, com resultados superiores a 7.200 Kcal/kg. Os maiores valores médios para os materiais voláteis foram encontrados nos briquetes produzidos com os aglutinantes amiláceos, destacando-se dentre estes o APG. Os briquetes confeccionados com silicato de sódio apresentaram altos teores de cinzas, o que pode inviabilizar alguns dos seus usos, como a utilização no setor siderúrgico. Os menores valores médios de resistência obtido no teste de tamboramento foram encontrados nos briquetes aglutinados com APG. Entretanto, aqueles briquetes produzidos com farinha de babaçu, silicato de sódio e alcatrão vegetal geraram em torno de 40% de finos de carvão vegetal. Esses resultados evidenciam baixa resistência ao choque, o que poderá vir a comprometer seu manuseio, armazenamento e transporte.

The objective of this study was to evaluate the properties of the briquettes made with charcoal fines for power generation. To cook them, three fractions of charcoal fines (20, 35 and 60 mesh) and binders pregelatinized starch, babassu flour, dextrin, sodium silicate, in proportions of 15, 25 and 35 %, and the binder-based tar in proportions of 70, 80 and 90% were used. Initially, the coal was produced, fragmented, ground, and sieved. The fines were then mixed with binders and homogenized. 30 g of the mixture were weighed, and put under a press of nine tons for one minute. Curing the binder was obtained by heating the briquettes in an oven at 200º C for 30 minutes. Those made of tar were heated for 1 h at 150º C, 1h at 200º C, 1h at 350º C and 1h at 450º C. Ten briquettes per treatment were produced, totaling 600. The apparent density was obtained following the methodology described in ABNT NBR 9165, standards. For chemical analysis (moisture, volatiles materials, ash content, and fixed carbon), the methodology expressed in ABNT NBR 8112 was applied, and the briquettes calorific value was determined, using the described procedures by ABNT NBR 8633. According to the results, the briquettes produced with tar showed the highest calorific average values, with results exceeding 7200 kcal/kg. The highest average values for the volatile materials were found in the briquettes produced with starch binders, especially those among the binders pregelatinized starch. The briquettes made from sodium silicate showed high levels of ash, which can derail some of their uses, such as in the steel industry. The resistance lowest average values obtained in Tumbling test were found in the briquettes agglutinated with pregelatinized starch. However, those briquettes produced with babassu flour, sodium silicate, and tar generated charcoal fines around 40%. These results show low resistance to shock, which could jeopardize its handling, storage, and transportation.