Sistema forno-fornalha para produção de carvão vegetal

Abstract

A qualidade do carvão vegetal depende da madeira utilizada na carbonização e da tecnologia de conversão. Embora nos últimos anos diversas pesquisas tenham sido desenvolvidas com o intuito de melhorar os índices de qualidade da madeira, grande parte da produção brasileira de carvão ainda ocorre em fornos com baixo rendimento gravimétrico e com emissões de gases, o que polui o ambiente. Na tentativa de alterar esse cenário, desenvolveu-se este trabalho com o objetivo de avaliar o funcionamento de um sistema forno-fornalha com baixa emissão de poluentes, maximizando o rendimento em carvão vegetal. Inicialmente foram construídos três fornos de alvenaria com capacidade de enfornamento de 12 st (9 m³) de madeira, acoplados a uma fornalha para queima dos gases gerados durante a carbonização. Foram realizadas quatro carbonizações, utilizando madeira de Eucalyptus spp., tendo sido determinados os rendimentos gravimétricos, a qualidade do carvão vegetal e a eficiência da fornalha. O controle da carbonização foi realizado com o uso da temperatura interna, mensurada por meio de sensor infravermelho de temperatura. De acordo com os resultados, o sistema forno-fornalha apresentou rendimento médio de 33% de carvão, 8% de atiço e 3% de finos por carbonização. O carvão apresentou características adequadas para uso industrial e doméstico, principalmente em relação ao teor de carbono fixo e poder calorífico superior. A fornalha mostrou-se eficiente na redução de emissão de gases para o ambiente, funcionando durante um terço do tempo de carbonização. Conclui-se que o sistema forno-fornalha avaliado apresenta facilidade de construção, baixo custo e produção de carvão vegetal superior a 30%, com índices satisfatórios de qualidade, podendo ser difundido entre os produtores de carvão vegetal.

The quality of charcoal depends on the wood and technology conversion. Although several studies were developed seeking to improve the quality of wood, much of the Brazilian production of charcoal still occurs in kilns with low yield and and emissions, polluting the environment. In order to change this scenario, the objective of this study was to evaluate the functioning of a kiln-furnace system with low emission of pollutants and maximization of charcoal yield. Three kilns were built, attached to a furnace for burning the gases generated during the carbonization. The capacity of each oven was 9m³. Subsequently, four carbonizations were performed using Eucalyptus wood. The charcoal yields , quality of charcoal and furnace efficiency were determined. The control of the carbonization is performed by measuring the temperature inside the kiln, with the aid of an infrared temperature sensor. The average production of charcoal was 33% in the kiln-furnace system, higher than usually found for the main kilns used in the conversion of wood into charcoal. The yields of semi-carbonized wood were less than 8%. Charcoal presented fixed carbon content exceeding 80%, calorific power equal 8000 kcal.kg-1 and had low sensitivity of generation of fines (particle size less than 12.7 mm) during its handling, suitable characteristics for industrial and domestic uses. Furnace was effective in reducing greenhouse gas emissions, working for a third of carbonization. It follows that the evaluated kiln-furnace system presented easy construction, low cost, and a high charcoal yield with good indicators of quality, which may be diffused among the producers of charcoal.