BRPI0901244A2 - processo para produção de carvão vegetal com aproveitamento dos gases da pirólise - Google Patents
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Abstract
PROCESSO PARA PRODUçãO DE CARVãO VEGETAL COM APROVEITAMENTO DOS GASES DA PIRÈLISE, para utilização na produção de carvão vegetal, reduzindo consideravelmente as emissões e minimizando o impacto ambiental como o efeito estufa e chuva ácida, ao qual foi dada original elaboração, com o objetivo de melhorar a sua utilização e eficiência em relação aos similares existentes. O processo depende de no mínimo dois fornos de carbonização (1) adequadamente dispostos sobre fornalha (2) para aquecimento dos fornos, portando cada um deles duto (3) de pós-queima de biomassa no interior da fornalha (2), contando com câmara de combustão de biomassa (4); contendo dutos (5) para canalizar os gases gerados na carbonização para o interior da câmara de combustão (4), sendo que dutos (6) para saída dos gases provenientes da queima no interior da fornalha, chaminé (7).
Description
PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL COMAPROVEITAMENTO DOS GASES DA PIRÓLISE
CAMPO TÉCNICO
O seguinte relatório descritivo da presente aplicação de invenção serefere ao desenvolvimento de processo para produção de carvão vegetal comaproveitamento doas gases da pirólise, para utilização na produção de carvãovegetal, reduzindo consideravelmente as emissões e minimizando o impactoambiental como o efeito estufa e chuva ácida, ao qual foi dada original elaboração,com o objetivo de melhorar a sua utilização e eficiência em relação aos similaresexistentes.
ESTADO DA ARTE
A queima de madeira e refugos de produtos que contém celulose eIignina para a produção de carvão vegetal está bem documentada da arte prévia.
As buscas efetuadas no estado da arte pertinente ao campo técnico dainvenção revelaram a existência de diversos documentos de patente quemencionam processos de produção de carvão vegetal.
O documento BR 0.104.966-6 de LÚCIO et al. (2001) descreve umprocesso de carbonização da madeira que consiste em submetê-la a um tratamentotérmico, em temperaturas mais elevadas que a ambiente, em uma atmosferacontrolada, que deve ser isenta de oxigênio livre. Durante o processo decarbonização, há uma decomposição da madeira pelo efeito da temperaturaresultando em um produto sólido - carvão vegetal - e desprendimento de matériavolátil parte da qual pode ser condensada.
CARDOSO (2005) no BR 0.500.043-2 revela um processo paraprodução de carvão vegetal, onde a biomassa é conduzida para o reator contendodutos no seu interior, uma câmara de combustão com a chaminé fechada na parteexterior e com uma clarabóia. A temperatura do reator é monitorada pelostermopares com temperaturas variando de 0 a 500SC. O fim do processo se dáquando a temperatura da chaminé está em torno de 380SC.
Outro processo para produção de carvão vegetal é descrito por ROCHAet al. (2006) no BR 0.604.076-4, revelando produção continua de carvão vegetal eseus derivados a partir de resíduos orgânicos de biomassa polidispersa, utilizandoa tecnologia de pirólise oucarbonização.
Um processo de produção de carvão vegetal usando refugos de safrasagrícolas é descrito no BR 9.201.342-2, por pirólise parcial em fornos de alvenaria.
Num reator contínuo é descrito o processo de obter carvão vegetal comaproveitamento dos gases combustíveis, resultantes da pirólise da matéria vegetalcomo fonte de calor para o processo, mostrado no BR 9.802.964-9 de LÚCIO et al.(1998). No processo, os constituintes dos produtos voláteis são queimados em umacâmara independentes para a geração do calor necessário ao processo. Resultaque a queima de parte da madeira é evitada e que produtos condensáveispoluentes não são lançados para a atmosfera. O reator permite um controle precisodo processo, obtendo-se assim o teor de carbono fixo que desejar, e um maiorrendimento da carbonização.
Ainda de LÚCIO et al. (1998) se tem no BR 9.806.361-8 um processo eforno para a destilação destrutiva da madeira visando à obtenção do carvão vegetale ou recuperação dos produtos voláteis da madeira, ou a obtenção da madeiraanidra. O processo de carbonização da madeira consiste em submetê-la a umtratamento térmico em temperaturas mais elevadas que a ambiente, em umaatmosfera controlada, se possível isenta de oxigênio livre.
PROBLEMAS DA ARTE
Fornos de alvenaria chamados "Rabo Quente" geram muitos gasescomo CO, C02, H2, CH4, hidrocarbonetos gasosos, vapores de alcatrão, demetanol, de ácido acético, etc. Somente metano (CH4) esses fornos liberam 45 a50 kg/Ton de carvão produzido.
SOLUÇÃO PROPOSTA
Tendo em vista esses problemas e com o propósito de superá-los, foidesenvolvido um processo para produção de carvão vegetal com aproveitamentodos gases da pirólise, objeto da presente patente de invenção, a qual consiste emmelhorar a sua eficiência.
DESCRIÇÃO DA FIGURA
A caracterização da presente solicitação para patente de invenção é feitapor meio de um desenho representativo do processo para produção de carvãovegetal com aproveitamento dos gases da pirólise, de tal modo que o processopossa ser integralmente reproduzido por técnica adequada, permitindo plenacaracterização da funcionalidade do objeto pleiteado.
A partir da figura elaborada que expressa a melhor forma ou formapreferencial de se realizar o produto ora idealizado, se fundamenta a partedescritiva do relatório, através de uma numeração detalhada e consecutiva, ondeesta esclarece aspectos que possam ficar subentendidos pela representaçãoadotada, de modo a determinar claramente a proteção ora pleiteada.Esta figura é meramente ilustrativa, podendo apresentar variações,desde que não fujam do inicialmente pleiteado.
Neste caso temos que:
- A figura 1 ilustra uma representação esquemática do processodesenvolvido.
DESCRIÇÃO DO PROCESSO
O processo esquematizado é constituído de no mínimo dois fornos decarbonização (1) adequadamente dispostos sobre fornalha (2) para aquecimentodos fornos, portando cada um deles duto (3) de pós-queima de biomassa no interiorda fornalha (2), contando com câmara de combustão de biomassa (4); contendodutos (5) para canalizar os gases gerados na carbonização para o interior dacâmara de combustão (4), sendo que dutos (6) para saída dos gases provenientesda queima no interior da fornalha, chaminé (7).
Para realização do processo ora proposto, a madeira a ser carbonizadaé colocada no interior do forno de carbonização (1) e o aquecimento é realizadocom a queima de biomassa na câmara de combustão (4), gerando calor suficientepara aquecer o forno a temperaturas superiores a 6002C; o calor gerado éconduzido por meio do duto (3) para o interior da fornalha, aquecendo então o fornoe após liberado por meio do duto (6) até a chaminé (7) para serem expelidos naatmosfera. Com o aquecimento da madeira no interior do forno (1), ocorrerá acarbonização da madeira e por conseqüência a liberação de gases combustíveis,vapores de água, C02, todos esses vapores e gases são canalizados por meio doduto (5) até a câmara de combustão (4) para serem consumidos juntamente com abiomassa, gerando calor adicional para aquecimento do forno, num processo dequase auto alimentação. Terminado a carbonização do primeiro forno, os gasesoriundos do interior do forno (1), queimados juntamente com a biomassa, sãoutilizados para iniciar o aquecimento de um segundo forno acoplado na mesmacâmara de combustão; de tal maneira por um sistema de fechamento, cessa-se oaquecimento do primeiro forno e abre-se a passagem do calor para um segundoforno, este processo faz-se com que a câmara de combustão de biomassa (4)nunca se resfrie. O processo comporta quantos fornos for possível acoplar a umamesma câmara de combustão, e o processo segue-se da mesma forma, terminadoa carbonização de um forno, inicia-se o aquecimento do forno adjacente com osgases provenientes do outro forno; até o resfriamento do primeiro forno e entãosegue com a queima de biomassa para continuara o aquecimento até este fornogerar gás combustível para quase autoalimentar o aquecimento, o sistema funcionanum ciclo fechado. E segue-se assim alternadamente sem parar. Esteprocedimento faz com que a câmara de combustão nunca se resfrie, aumentando aeficiência da queima.
Claims (7)
1. - PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL COMAPROVEITAMENTO DOS GASES DA PIRÓLISE, caracterizado pelo fato doaquecimento ser realizado com a queima de biomassa na câmara de combustão(4), gerando calor suficiente para aquecer o forno a temperaturas superiores a 600°C; sendo o calor gerado é conduzido por meio do duto (3) para o interior dafornalha, aquecendo então o forno e após liberado por meio do duto (6) até achaminé (7) para serem expelidos na atmosfera.
2. - PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL COMAPROVEITAMENTO DOS GASES DA PIRÓLISE, de acordo com a reivindicação 1e caracterizado pelo fato dos combustíveis, vapores de água, C02, todos essesvapores e gases são canalizados por meio do duto (5) até a câmara de combustão(4) para serem consumidos juntamente com a biomassa, gerando calor adicionalpara aquecimento do forno.
3. - PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL COMAPROVEITAMENTO DOS GASES DA PIRÓLISE, de acordo com a reivindicação 1e caracterizado pelo fato dos gases oriundos do interior do forno (1), queimadosjuntamente com a biomassa, serem utilizados para iniciar o aquecimento de umsegundo forno acoplado na mesma câmara de combustão; de tal maneira por umsistema de fechamento, cessa-se o aquecimento do primeiro forno e abre-se apassagem do calor para um segundo forno, este processo faz-se com que acâmara de combustão de biomassa (4) nunca se resfrie.
4. claim not available in original document.
5. - PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL COMAPROVEITAMENTO DOS GASES DA PIRÓLISE, de acordo com a reivindicação 1e caracterizado pelo fato do processo comportar quantos fornos for possívelacoplar a uma mesma câmara de combustão.
6. - PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL COMAPROVEITAMENTO DOS GASES DA PIRÓLISE, de acordo com a reivindicação 1e caracterizado pelo fato de que terminado a carbonização de um forno, inicia-se oaquecimento do forno adjacente com os gases provenientes do outro forno; até oresfriamento do primeiro forno e então segue com a queima de biomassa paracontinuara o aquecimento até este forno gerar gás combustível para o sistemafunciona num ciclo fechado.
7. - PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL COMAPROVEITAMENTO DOS GASES DA PIRÓLISE, de acordo com a reivindicação 1e caracterizado pelo fato de ser constituído de no mínimo dois fornos decarbonização (1) adequadamente dispostos sobre fornalha (2) para aquecimentodos fornos, portando cada um deles duto (3) de pós-queima de biomassa no interiorda fornalha (2), contando com câmara de combustão de biomassa (4); contendodutos (5) para canalizar os gases gerados na carbonização para o interior dacâmara de combustão (4), sendo que dutos (6) para saída dos gases provenientesda queima no interior da fornalha, chaminé (7).
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