Descreva as características principais das matérias primas, processamento e produto obtido, para as seguintes operações:
carbonização da madeira;
carbonização da madeira;
Passo 1
O enunciado pede para descrever, no caso da carbonização da madeira, quais são as características principais da matéria-prima, como se dá o processamento (etapas e condições) e que produto(s) se obtém ao final. O conteúdo envolve pirólise de biomassa para produzir carvão vegetal e subprodutos.
Passo 2
Matéria-prima
A madeira utilizada deve ter:
A madeira utilizada deve ter:
- baixo teor de cinzas (idealmente < 1 %), para não contaminar o carvão;
- teor de umidade controlado (aprox. 10 – 20 %), pois excesso de água eleva o consumo de energia na secagem;
- tamanho de partículas ou blocos homogêneo (lenha, cavacos, briquetes), para garantir aquecimento uniforme;
- composição aproximada: 40 – 45 % de celulose, 20 – 30 % de hemicelulose e 20 – 30 % de lignina, que influenciam no rendimento e na qualidade do carvão.
Passo 3
Processamento
-
Secagem
Remove-se a umidade livre e ligada, consumindo parte do calor. -
Pirólise (devolatilização)
Em atmosfera inerte ou com restrição de oxigênio, ocorrem quebras de ligações orgânicas e liberação de gases (CO, C, , C ) e vapores orgânicos (tars). -
Carburização
Reação secundária dos voláteis com o carvão em formação, reduzindo teor de alcatrões e aumentando o carbono fixo. -
Resfriamento
Baixa-se a temperatura em ambiente protegido para evitar combustão do produto.
Passo 4
Produtos obtidos
- Carvão vegetal:
• Teor de carbono fixo típico de 70 – 90 % (base seca)
• Poder calorífico de 28 – 33 MJ/kg
• Porosidade elevada, útil em redução de minério, siderurgia e como precursor de carvão ativado - Gases (syngas/tail-gas): mistura de CO,
, C , C , usada como combustível de forno ou pré-aquecimento - Alcatrões e tars: frações condensáveis com potencial para obtenção de creosota, fenóis e compostos aromáticos, mas exigem tratamento para não gerar poluentes
Resposta
Matéria-prima: madeira limpa, baixa cinza, teor de umidade ~10 – 20 %, granulometria homogênea, rica em celulose, hemicelulose e lignina.
Processamento: secagem (40 – C) → pirólise (300 –
C) em atmosfera restrita → carburização (500 –
C) → resfriamento controlado.
Produto: carvão vegetal (70 – 90 % C fixo, poder calorífico ~30 MJ/kg), gases combustíveis (CO, , C
) e frações líquidas (alcatrões/tars) para uso químico.
Processamento: secagem (40 –
Produto: carvão vegetal (70 – 90 % C fixo, poder calorífico ~30 MJ/kg), gases combustíveis (CO,