BR102014011171A2 - processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão, gás combustível, extra to piro lenhoso e alcatrão - Google Patents

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Adriana De Oliveira Vilela
José Urbano Alves
Ricardo Antônio Vicintin
Thalis Pacceli Da Silva E Souza
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Bocaiuva Mecânica Ltda
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Abstract

esta invenção consiste em um forno industrial para a produção de carvão vegetal, alcatrão e gás combustível. o sistema é composto por um forno metálico, uma plataforma de carbonização e uma plataforma de descarregamento. o ciclo de carbonização ocorre em bateladas. podendo ser conjugado mais de um forno em uma planta industrial de carbonização, garantindo fornecimento contínuo dos gases combustíveis. o forno é dotado de entradas de ar em locais específicos para acelerar o processo de conversão da biomassa em carvão vegetal, possui ainda sistemas para alívio de explosão para garantir a segurança operacional. o sistema de carbonização é composto por um exaustor, dutos para a condução dos gases e por dispositivos para a recuperação dos condensáveis. os gases gerados no processo são direcionados para queimadores a fim de gerar energia térmica para diversos processos, em especial para geração de energia elétrica, uma vez que este forno apresenta, de forma exclusiva, um rendimento gravimétrico em gás combustível acima de 60% e uma produtividade em carvao vegetal acima de 600kg/h. a plataforma de descarregamento é composta por uma base para o apoio do forno sobre um recipiente metálico, o que permite um rápido descarregamento do carvão vegetal ainda em brasa, liberando o forno e mantendo seu porte térmico, para um novo ciclo de carbonização. finalmente o processo conjuga uma solução técnica, econômica, operacional e ambientalmente viável.

Description

Rctatõrm iX.--v.-ri J.t Patente 3c In citçà. par *‘PRíKI\SS(> iM)i>lkiAÍ I ΠΝ/ΛΜΧ) I-ORNO MIlAl.KO ( (IM IWlslso FORCADA I MIC AhMOs DISI N\OI \ 11)0^ PAU \ PROIM í \< > < (> M (>MI i \ Μ f !>l. (AR\ \(). (,\S (OMIi! MIMI. INTRATO i* 1 KOI I \ II ()S< > í Al .CAÍRÀO", Dm21XAIcLU]/í!AM [*'ό1 j í£sui patente dc iivcencão refcrc-.se a um pr cesso c un t\ tio desenvoh iJnç para ps hí çào de carvão vegetal com i reeuperaçãt dt gases alcatrão e extrato pirolenhoso. Ϊ stado da técnica: ’ÍM2, Lista invenção se refere a uni nreo- i c im forno para a produção industrial de carvão vegetal e rccuperuçã»· Jo- ga-c- gerado- tu> pave--;-. como forma de solucionai o problema inerente u* pr icesso cie eurhi ni/ação ta como executado ht e pela ua >r i das curvoarias NA Brasil a naioi parte da pn luçfu dc carv lo vegetal, cm 1 mio de 70( >. vem das e ar voa ias tradicionais i< - ibrm - de ihenana dim- ‘forno- ruho-quenttf listes ibrno apresentam huix · percentual dc rendimento, em massa, na conversão de biomassa em carvão vegetal e possuem ciclo- le produção dc elevada duração tipicamente são gastos cinco lias paio Ccirboní/or htmna-sa c dias para resfriamento completo. ot seja entre carregamento e desearregamento são utilizado- cerca Je 12 a 14 dias {<>031 No processo tradicional de ρινκΗρΓιο dc carvão cm tom· - ic alvenaria tipo ' Rab >-quente’\ a lenha e o car ão -a·*, respecth amente, - irregatlos e descviiregados manuaímente. sujeitando o operado do forrn i et adições severa- c rudes de trabalhí Os me os de controle dt n* cesso são subjetivos . exiremamente dependentes da experiê cia do operador, que deve nal ir, cordbrme critéi os sensoriais. parâmetros c mio i cot is fumaça para letcr ninar * íed i tenn tias aberturas na parede do forno. lissas aberturas, feitas manuaímente. são denominadas ‘baianas" na sujtcriíeie do forno e "tatus” na base do form \!ém disso os gases gerados no proce--o de earbonização suo lançados na atmosfera em nenhum controle e'ou aproveitame U resultando em tn desperdiça energético signi cativai Os gases liberad »- r< e ses ib nos prejt dic un tii la o amb ente ic traba 10 d >->pcr dores vis > que ‘a - , li boi ui - mt em contat com olhos c ni teosas provocam irritação, podendo comer também substâncias Dvíca-. s »maJ« > ao-problema'· aqui relatados, tem-se ainda t questão referenle à produção em lar eu escala para atendei aos grandes consumidore de ear à s veget *1. de forma eficiente, automatizada mee mi/ada com cuslos reduzidos e sem prejuízo 10 meio ímbíe: le [004 j Desde 20( 3. apresentamos ao IN PI anu» série de solicitações de concessão de patentes eonlencio propostas para a soiuçãt de-te-, n iH-ema- - eo pediu»correlacionados a», obteto deste rdatóri<· são discutidos e apresentado·^, de forma cronológica, a seguir. [<H)5 1 J:m 2 Je (Mmibro de 2»' '1 tói Jepostt do ;io 3NPI sob o numero PI 0104858-9 a solicitação para a concessão de uma patente referente a ar· torn·» eomair.er pata a produção de carvão vegetai Neste pedido pleiteamos mi ίοιτκ metálico. .,»ηι exauvtâo forçada dos eu-e-, que de\e -mr colocado m>H ama vãmaru de combustão dentro de um poço isolanle \ i câmara de combustão, resíduos llorestm-ou lenha de baixa qualidade são queimados para fornecer energia ao processo de carhonizaçào lista invenção possui somente uma válvula de controle parti lodo t processo, que fica localí/ada m câmart de combustão abaixa do J *rm> if- ga-e gerado·- no proce-so -.2. suvsioiiaaos p.<; um exaustor, queimados e .. descartados ao melo ambiente i ste sistema, embora tenha se proposto a solucionar os problemas citados aníeriormente, tais como menor tempo de carbonizaçào e melhor controle do processo c melhores condições de trabalho aos operários, não abrange completamente todas as questões energéticas, ambientais e operacionais Por exemplo, por este sistema o carregamenu deve ser feito manualmente \ etapa de resfriamento ocorre dentro dos fornos, o que reduz o tempo produto·· de cada mnm \lem disso, o sistema ê dotadt somente de uma válvuk: le contr >lc o que paru pequenos \ olumes pode ser aceitar el. mas para fornos industriais de grande \oluntc. como o referente à proposta desta irneneão. não são efetivas, sendo nea -οπ.» »·· eontro e do processo em vários pontos do forno. Portanto. írat t-.se de um projeto, que mesmo superando o estado da teen».: d > processo de € wbonizaça o iâo apresentava no momento de seu protocolo todas is condições adicionais necessárias para completa solução dos problemas energéticas, ambientais c operacionais lissas condições e melhorias foram sendo apresentadas nos demais processos e pedidos de patente solicitados 10 1NPL a partir de 2001, incluindo este novo pedido de patente, o qual estamos requerendo no momento presente í2>>)0. pNh*j j'tr> 2o de Dezembro de 2»>n>. m, dep-oitado m> ΙΝί’ί M-h < número PI 05(tf>224-l a solic lavão para a concessão cie uma patente referente > um caseificador acoplado o. um forno Container <» documento revela o uso do forno . mtainer como mt gase fte h! >i Hn cês ia entre 1a e >tnh ...d; Ic tpor e s gênio por meio de distrib ídores k* gases no terk ; í >rnt em que >e p cessa a gaseificação da hiomassa. Pt 0506224-1 revela também o uso dos gases combustíveis como uma fonte de energia para proeesst de sec gem d; madeira; i >o de isolamento térmico para aumentai a vida úti d is tbrn >s e a presença d·, um sedo d'água para garar lir i est mqi et tade a 1 forno i sta proposta ou pedidi de ino\ mão eon-kt í ma nvii t a ou aprimoramento em tv .v ’ PI1· « P :;k/u se uma, câmara fe v mibustào t aíxi d< f< κ vira fbt eeet cnergi to p; cerno utiliza-se exaustão forçada dos gases há um «étodo eeonò tico k estanqueidade tk í <r o e o processo ocorre em fornos met κ·. - 1 r .a * . r, .o· ·> O506224-i trate da funcional dade do forno conudner cott 0 um gaseiíieador. nào c pre posta um< soluçfu Je ir ti\ s par i produção de c ir\ u» v egcUti en larga esc ti.. \ isto qtte. os rendimentos de ca π à- veget it em um fc π · tk carboni/aç I > que opera como um gaseííicador sà t baixos quando cm parad >s .· · .o >ccsso tradiciona t st t i::\cue.'.·.·. p un. >eo!ada em Dezembro de 2005, pretende apresentar e/ou caracterizar ·· forno coniainet como um eqttipamet to de gasetlk tçào. assoei ido a um - stema de earhonização Porém, ainda não presenta as m íuções completas para a mecanização, automação e otimizaç ão imbientaL energética e operaeic nal. que serão demonstradas neste pedido. {007] Em 2K de Abrii .ic 2t-‘6. foi depo-dad»· no iNl’1 sob .» numero PI 0603433-0 a solicitação para a cc ncessão de unia patente referente a um processo de produção continua de carvão em fornos containers com aprovcit. uicmn .1«·-combu-iivct- pro\ci eme- Ja carb ni/uçà* 2 bioma-sa Neste PooioUi c apresent do et iw pr nctp inot içã - pedi d » nterii s. o c mee u k f rn - metálicos dotados de orihcio- com \ dvt. i- nkvãnk - vie comn-kx distribuiu - pc : lateral do forno I --a- vai\ alas podem rei abertas t u fechadas e dorme necessidade e prossoe a me:if. aiiv - ./ação, No início do processo O forno deve ser colocado dentro dc uma camisa de abonaria sob uma câmara de combustão, a,no fornecera i energia neec sát a para a carb n v tção da b >m »ssa í stu eàn nv, p >dc v. ui a -u roam entradas de ar para auxiliar o controle Ide acordo c mi o PS 0603433-0. a mcor.çàt pt pt>'ía tpremtu ’ tona > >v . tbmi lvn o m X .* f bmv, dependendo do to·· de ; a,d dc .0. made m í —o tc.np·· o mjiimit av, ·-; que o tempo de s t;K niz çào o. u» forn > .o ven eia ceem tné íia 5 dias Para biomassa do pequeno porte ο· i d. baixa o pess ra. como galhada o capim, o c.ubmu/.icis ,in ,m entre 3 e 4 horas. Entende-se por final da carbomzação, a produção de carvão vegetal, caracterizado por conter um teor de carbono fixo entre 70 e 85% 1 ste pedido revela também q te o ciclo básic » ê composto poi qttaüx etapas carregamento carboni/açào. resíriamet to e doscurrcgamento Para cada etup. se faz. necessário um íi m«> conta nei para gar mti i continuida to a. v ci > e para maior produção, torna-se necessária a fabricação de múltiplos fornos em operaçà- > cíclica. PI €603433-0 apresenta como inovação ao estado d; arte a presença de \áhula> de ei rada ie i posicionadas pot toda lateral tio lmrm metálico Γ rata-se de tn i so tçài ímj ntante uma \ cz que eem em opciudor un eoniroie da entrada do ar po feehume to abert ira on olt gi -.1 1 u integr 1, dc forma que a vazão de entrada dc .o possa set nn liior da pelo equaciona mento da velocidade do entra la. área e temp > dc* aborta a da vah ;la 1 sui e uma c\ oi tçào do processo manual par . uni ps >ccsm π o. mi/ad * e pote; eia mente lutomati m ei \ forma eontrolada de .nmxd * do a- nemrite renbetn uma otara/açào do emoead·* energético do gás gerado ; i carboni/açào. qualificando-o como pmencialmemc combustível para uso. pot exemplo, na geração de et orgia eiémíca (00c | No entanto, por necessitai manter · c rvào dentro do forno Container durante a etapa de resfriamento. i vençào pro poste cm 1*1 0603433- inviabiliza a utilização c itínua di orno. exc rsivamente pan prod çãt de can ã<> \lém disso. >* documento não re\eK uma propost para soltic >i i t descarre amento rápido ou ínst int tnet do forno {OJO] Prosseguindo com o mesmo projeto, em 1 1 de \g< st o de 2006. foi depositado n« IXPí sob · número PI0603622-X uma solicitação Je concessão de patente referente a um processo de produçãi contínua de carvà< vegeta ei fmr.< cuntaincrs desta ve> considerando o projeto com si-tema de exaustão dos gases q e pode ocorre; pela bme. topo e oit lateral do formo Nesta solicitação, o principal avanço em relação ao processo anterior é o estabelecimento de três opções para o ponto de exaustão no t >mo. podendo este se; efetuado pdi topo. K*>c ou iav.u;. isoladamente ou em c m mio > sía inovação- também c ms ste em ima e\ > tçàt < ι inovação do estado da me. uma ve> que en nenhum pi cess ·*. ieeimlog » de c trb m /ação c rre si u taneamei te a ex . istão .η·-- gases de tom d str a kl; pi r toda a superfície da carga. o que potencializa a produthidade e o rend mento, já que proporciona maior área e volume em condições homogêneas de tluidodinâmk . e transferência de calot Nos processos tradicionais, convencionou-se a ocorrência de um t !rente ou linha de c trb mi/içào que percorre a v.trg » oualn ente cr.t im único cm ido. espec a 1 mente no sentido vertical ou ic longo dt ct mprimento J. toras Otn iamente coexiste usna frente de earbon /ação qut icorre ndividua neme en cada peça de biomassa. d > sentido externo {casca» para o centro o i miolo da tora. {‘>1 J j amhcm em 1 1 de igosu de 2006 ima segunda solicitação íe corcc-sãt de patente foi dep >s tad i no IN PI st ---: up er. PI*jo< '<C'-6 referente . um processo dc prt Juçãt continua de ear\ào egetal em fornos containers eon ignição pelo topo, base e laterais do forno 1 ste e uni avanço em relação ao estado da tecí ica uma ve/ te "tubi ente t igniçã > ct rre e\c is mie «e pela base e ou topo do forno De forma semelhante ao pedido P106O3622-N e-ta -.oUuçà ' pretende garanltr o uso deste recurso de forma exclusiva { *12: No cru u to. com o decorrei d > desetn >1\ tn ento desta pesqu -; tecí o unente a adição dc a·* · >m ma,· por·*os e.c cxaiotão vacei . a i;.\mdeeX· hc um controle maior sobre o processo devido às diversas frentes de carhoni/ação que se formam \ d em a is. pontos de ignição em posições diferentes na aliui » e circunferência do tome levam a unia operação insegura, pois gase» gerados poi ama das frentes de earbon t/açào podem entrai em conta* · . mi i chama -//- ·, p* >du/ivia p< outra frente, Depet dendo da len pei s ur; e d< teor le hid ogêi o. v ap n l'ãgua e rxigènío nessas roas, ui imn-eo de explo-uo ib.ane des - p «.-• hiüj.uje'· i »s. -proposu> dc me horia em Plaòí)3623-6 mli ivançar irn e i to rcsuli tram em ga iht reais. Além disso, este sistema ainda não propõe uma solução global, que tome viável, técnica econômica ambiental e energeticamente a * per tçãi de uma p i Ha industrial de produção de can ão \ ege: u, i«,‘l 31 I m 1<> ie Outubro de 2006, foi depositado no 1NPI '->0 .> número P10605003-0 i solicitação de concessão de patente referente i torne Container para gaseifteaçã * de bagaço de cana e <, u b om tssa Nesta solte i jção c descrito um processo de gaseificação utilizando o forno Container Semelhante aos textos anteriores ressalta-se oue esta solicitação não propõe uma solução para * descarregamento do carvão de forma a iberar > forno do vrocesso cie resfriamento, mas revela o o - de bicos de aspersão pare acelerar · iroce -- de resfi an o :* dentro dos fornos. (<114f Hm 24 Je Outubn* de 2Ο'-Ή. fm depositado no 1 Ni>I sob << número PI0S04554-2 a solieit ição dc eoneessüc de patente relerei te t um proeess - -equipamento aui-om m/>,d. dc produção continua <:v ^umuo ,ac.4 v n* monitoramento continuo de peso e temperatura. Nesta solicitação é descriu ut processo e um eqt ipamento para i produçfu tíe can ã > vegetal con nost · por m forno metálico com válvulas automáticas distribuídas pela superfície do torno dividindo o forno em *‘nf regiões, de acordo com a necessidade de cada projete () forno ainda pode ser dotado Je ama camisa interna para . dtstrib lição de gases <) processo e monitorado ' ia mecanismos para r edição de lemperatur t. pressão c pest e controlado via dopomm s manuais ou automáticos {> controle d-* p ocesso d assistido por um sofiwan que estabelece uma curva padrão ou mapa de processo c informa eontinuamente to operador em quai- pontos do forn.· serão ncee sárí« -controles e ajustes O ciclo de pjodução ne-sc ri'XV"' envolve uuain etapa' -eado nece'sarit un íerm em cao t uma Sela- par. g.ean i a ^onuiviidade do ek « i m documento revela ainda o uso do próprio forno para promover o resfriamenU acelerado do c irvàt produzido, através da pu 1 erí/.ação de água ; < interior do íbrn» ou m ·* resfriamento (c n tr >cad< * dc cak i extern n t rccírc it ção dt g is pcl · forno ^10804554-2 propõe também que o earregamenU e dcscarreganientu dt fumo sc sm estos com < nesi > estund íomb U ou eja <. ntíd tori/on !im rourno a solução apresentai! t tent i si lucionar os problemas inerentes . > processo míusírial de pniduçào le carvão \e etal r »rérn é falha quando mamei te \ Ita a ut forno, objeto dimensionado c projetado para resistir a altas lemperanti m para promorero resfriamento \ u a mente esta solução iinda não apresenta uma im vaçfto global quanto à otimização e eficiência energética, ambienta e operacional tio processo, por ímp.» -íbilíte· · uso esviu-b. o Jo forno para proeessi de carbonizaçào p i não ip esentai soluções le dl ida de neeai zação it maça» c controle. Outra talha apresentada no processo diz respeito is propostyVs r* ra carregamento e desearregamento do lorn Tombar' brm em outras palavras, etíra-1 da a.'- çfu \e tical e git i-io para , hot o t tal re.su ta en m t t >ee ·* v >n p íc ni< mi te oi i en e qua . · se trab co srnos e grande capack ide (.ivur.t de 3< ;o oa *.· mu· ut <>. ..qirpur coa - OvUc--.;U - par, ur. z.rc operações têm custos efe\ados desearacteri/.antk i aplicação idustrial deste ti| > de earregamemo/descarrcgatnento para um forno industri 1. Outro pomo i -e: te\ do em eonsideraçãi refere-se 10 dímen>ionamenh> to tor * ue de eria p·"· i reforços estruturais para atender ao carregamcnU proposto resultando en um aumento dos custos do projeto [oj5j i m ; de íie/enibi d,· *k>x p dep* ilavio m- ÍM*J p r en . terceira empresa, sob o número F1480636Í-8 a solicitação de concessão de patente referente a um processo e forno para a destilação destrutiva da madeira visando a obtenção d*> ca π Õ* · \egeu ’ e ou recuperação dos prod it is vo íteis da nu de ra ou i rbtenção da madeira nidra Neste iecumento > reatot itilizado p . pro i< vei carbonizaçào de matéria < rgâi ica apresenta im í maU , n Iria . quv se posie u a ! semicio horizontal Nesse reator, a madeira é sustentaria poi gi ides pela quais parte dos gases produzidos dur ime a piõprm carbcu izaoào e retorn ida para iquecer o leito de pirólise k um segut do reator Na região .superior do real >r. di mte a fãsc de carbonizaçào o- g tses injetados e os gases pt «.luzidos são sugados e p tssam p> * ar. sep inido l 'ma parte dos y e c ent U» reaqueeid.i em m ;n vad< tk Im- a ΖΚ<· ( 1 45'i‘C c reiniciada to e»«· de piroíiv r.raw- das er,;de- d.> :onn I em-se poruimo um fluxo de gás ascendente demro desse recipiente Jfllfij (> restante dos gases de píróiise ut; para una mmuro Je c jmbustüc . as pr >dut > les i reação sã k ados pari · eat t J ame t . tpa de secagem da nadeira V .1 ixo de gases que é i tjetado acrescentam-se s gases liberados durante a secagem IX mesma forma que no reator de p rólise, o fluxo de gases e ascendente. }(>!“[ * >· gases suuaoos da câmara de meagem são. então, levados para um terceiro reuter. na qual percorrem, o cartão pr>*de/id também no vMuli ascendente, promovendo seu resfriamento. (Misi rodos os processos de secagem, eonibxisíSo e xo.om ti ncc.nieccir· dmfãiiii mem· c !e ar „::r :er:p·' cs,: Wi1·,· IS nor.n 1 equipamentos relac onadi - a rnb tstão de gasc e troe idores de calor >ão lixos, bem como os reatores, onde ocorre Je icrma simuUanea e consecutisa ctar de píróiise. secagem e resfriamento Pa a e ue tod is as ctapcs possam ocorrei no mes nc reaíc r. t s dut< s são sempre ti >ead( s e im tanque ass ime ts seguintes etapas ctcliei s ptrôüse - rofriament > sec igetn ()u seja. teste pr iccsso. · reato c fixo e o Πιιχι dos gases e nw\cl; há uma inversãi d· fluxo de secagem a - fluxo de piro!íse do fluxo de resfriamento cr*ire isreatorc' durante ;» a, .· proec'-.»». o objetivo destr patente. Pl^K* >ó3o|-x, prouicmuda poi terceiros, e promover earhomzaeào. secagem e resfriamento simultaneamente em recipientes diferentes com a a ert inci , d t flttx de gu es get td< s e p od v kl >s durante o nnvesso, se a pelos próp >s rea ires cargi saiu cm s m is equipamentos externos, como trocadores de calor, O processo de secagem descrito em Pi9Süó?61 -8 apresenta algumas desvantagens. \ maior delas advem d< lato de h tver muitos equipamentos, tubulações e registros para promover a rotati idade entre os e ntainere reatores De^sa U >rma. nã>> tpenu.s i e tratêgia de contrt le se torna mais dificulto a, mas há grande potência! de ocorrência de problemas coiru condet ciçào. ncrust ção c emupimc tto de\ ido aos gí ses sdensát eis a h -uf>N da p oduçao d* car vão. v >m »* alcatrão e o pirolenisoso. ;>C1 : í ,«ην» cm um mesmo reator ocorrem simultaneamente a pin-h-e. restriamentí e seeagei 1. nã< tá po sibil dado k con tr i * m ta que q e «enda espeeirkan ente . onda uma dessas etapas Nà * há det tlhes le constri yão lad >* patente, mas seria ideai que < mque na pirólise fosse um Lso inte térn io e que *> eotirrári» .-.-0., -se durnme o resfriamento I -se k.>-<>ut e íu „ obrigatoriedade de uma ou outra propriedade ter que ser priorí/.ada nu configuração de um único equipamento com múltiplas utilidades. ( •22, Na patente Pll>806361-H. menekma~se que madeira rò- sem queimada rara dar -meio ac- processo de e :rh nização, nuis não 1 á menção de como será ... a -ei -· .·'. {ima possibilidade seria um gasômetro para armazenamento do- gases que -erão circulados, mas devido à presença dos condensávcís. essa idéia pode nã> -cr tão viável como a simples combustão de uma quantidade inicial etc madeira, 1*23 Os processos demonstrado no estado L arte apresentam, portanto, falhas em -i concepção e nào propõem soluções completas para t probk-mu da p:\ui... k» mcastrial de cirvão vegetsl fodis as constr ições utilizam o forno para a pn iuçào do carvão vegetal como recipiente rara promover * re-tr;ameau dt cur to e nãt t um solução que cngU a viab i ação tccnie econômica, energética e imbient d sim tltancaniente 1 ste pedi ío preset te pretende apresentai esta solução itu vadora. global que tbrange e super i c - de na * pedid -protocolados cm especial quanto ao aproveitamenU energético da .i una--a operação do forno, projeto, íayout c logística operacional, incluindo o descarregamento do carvão de forma a liberai o forno da etapa de resfriamento, o que eleva, efeúvamente i produtividade do processo; permitindo que o forno -cia utilizado para seu fim mais nobre e único produção de can fu e gás combustó et Sp11içüi* Jc Prohiema [ *2-1 j <) forno industrial para produção d. carvão vegeta! consiste em n n . oi . · v rv 2 - >. m - o.' . τ -cçSo trans erst i pre i( m tantemer;.· e ·- ;·: cujo ob etivo é converter a h . ma-t i in-cr da em <e i ter or em can ã · egeial no menor tempo possível c com maior rendimento gravimétrieo (razão entre a massa de a\. U'u ,.l ; .·: : - · Je m >γ·. --.i e.u \ sol xç&o pr< post e ig >ba . énn - torno eontainei de carbonizaçào. todos os demais . mponentes do siste ia cjtie juntos capacitam e te pn eti para uma produçâi energetteumettte operacional r et e e unbientalmeme de derivados de biomassa híurcdut u (caruu veget o alca ãi licor paolenhoso e gases combustíveis. í*«25j Dessa forma, o projeto contempla un sísten i exelu \ diferenciado de exaustão dos gases e vapores gerados durante , processi de carbonizaçào. Es>c sistema. composto por um exaustor gera a depressão necessária no interior do recipiente, bem como uma fluidodmâmtea especial, que promove, simultane tmei te. a ex lust o dos gases e a itjeçào .o .0 itmo férico (> cfc t< d 1 exaustão dos gases, aliada aos mecanismos de controle e íg içfu do processo, permite a redução do tempo necessário para a conversão de Immmsí cm curva · vegetal de S a 12 horas «que consiste no· melhores resultados referenciados nos processos descritos no estado da técnica), pai t um tempt micra 1 a 4 f.«> as es>c valor foi estabelecido para uma massa de madeira entornada em torn dc toneladas. Hslc avanço. espeeificamcnte quanto a produtividade, somente ; <1 p.·-·. devido « aprimorainenti do projeto tio forno c estruturas de apoio. la\-oiu ia p mtu rnec uiízaçào. auíuniaçài c operação das técníe ts de contrc le do pr >ccsso te sei b descritas oportun 1 mente neste relatório [026j Fornos de alvenaria para t produção de can ã« vegetai apresentam com > ias priruipai- des tagen « . p· - em .v-v >·· tempos para a conversai de biomassa cm carvão vegetal, cont tnne mencionado amertortr.eníe. ertre ide 14 J a- i ste tempo elevad t está em parte a>si ciado t m I distribuição do fluxo de gases no interior do forno. |ó2"| *< forno industrial para a produção de cará.» vegetai -««Itoiona este problema paia inti >duçâo de orifícios em pontos c trategicoü a íongo ia superfície externa 2« íomo. 2o modo a manter a vel< cidade da isoterma de 2t”r ( sempre elevada lsu é itingidi itra c· ia análise do perfil térmico di forno ao longi do tempo de carbt ní/açà > e a e mseqtiento introdução de orííiek s nos pot a - de menor velocidade O fumo, objete ies pa c te. teve sei - p mtos de let tid o « υ itesaceicraçãi d frente de earboni/açào <· qual denominatr < ie isoterma dc 2001>C). mapeados e minimizados pela idição Je or He >s para a entrada · ir atmosférico \ entrada de ar nestes ponte s específicos acelera - *rho;ti/avu». unia vcí- que pronev e a o.mtbusÍàf do gás e mbustíve presente icsta região: < que acaba por "puxar" .. Uniu de warh>:ii/açd<*. que <v('ra. ».ej. mente. de caaa pi t ’n,.v> · > sentido vertical do forno. | Obj Nenhum forno de carbonização, seja metáiico ou de ;.b e:.m.· em operação na atual dade e ou em datas rem nas possui em sua estrutura, este tipo de eontn le indt st ria! da ei tf tda e , t ão te ai e jc pode ser mai o tut -n tiza i t e ainda restr u à entrada de ar, j.n gênio ent t tec Jo t t mesmo rm gás nerte aquecido. Nos fornos de alvenaria tradicionais, em especial o “min m.eo o esta·. emrauas de ar. dem m t adas bai « as e tat is s to opet das m tn mer te le Ibn ia sensoria] e artesana!. sem possibilidade de tn controle aprimontd 1 vazfu Je entrada e monitoramento da velocidade da isoterma * t: ecr.fo dc caiS-ni/aeã»·. ve nâo -eja rier «moi.v -c'-.·- : n t ’ . o tat·· S n" da i ιΐίννκ . tic . cinde adequado de temperatura e etitiv da de t bgêmio n< s li rnos rabt quente há presença de trincas e furos na parede de alvenaria q te resultar» em frequentes explosões . desmoronamento dos ti ti os. com conseguinte prejuízo ítn mceír [02N>| \ presente nvençtu rpresenta comt st uçã< para t p> hlema Je infiltração indesejad t de ar e explt são t m I >r i metálico vedado. α m tso amemo físico em 1 -das as áreas c bases que et ncct trrt *.* 1 vno ai reVuníe da estrutura e ·< i permitem entrada conti dada de at Para garantir essa vedação, as \ tívulas s ra entrada de ai são mecàr icas e poss teoi selo dc ' edação Da t icsrt a firma, t ba e Jo forno e a ampa super para earregament > p ssuem nel de vedação com llastge rclrigeradi Mém disso · projeto/lbrno apresentado c mw -uluçáo industrial neste pedido de tn\cnção dispõe de válvulas pai alí\ o k pressão le\ damente projetad is e posici nadas ao kmg< la estri tur c Jo c n unt · h ib m tc »pl , lt to sistema de tubulação de condução d< gás. Ia is válvulas ttuam. sempre que necessário como sistemas de alívio, abr ndo e eion tndo \ posição origina! -on nenhunta dependência ia taçâo h i :ma ílst c uma Λ* gei: imp rtante do orno proposte para produção ndustria! de carvão eget.ii frente oo< d».mai- lbrno> de carbonização. pois pern te regular , ptv-são inferna do foro» 2«u C o mapeados e minimizados pela adiyãt de orilicio- para a entiv.da uc u atmosférico \ entrada de »r nestes pontos cspeeífic - aeelei i e rht iízí çã >, m a vez que prêmio ve a u>m ms tã · Jo gás combustível p esente nesta região; > que ac K. pt : puxar' a ínha de carbonizaç k». que ocorre, ttsu d mente, de cin a pi · Kiix. ;;o sentido vertical do fomo. [028} Nenhum forno via carbonização seja metálico ο i de alve -a; t. em operação na atualidade eó u em datas remot »s po - ú em sua esir it os. este tipo de controle industrial da entrada e vazão de ar. que pode set niunuu! ou automatizado e ainda restrito j t. ira ... de ar ixtgènio eti o ee do > . mes ίο a 1 gã> ne .a aquecido Nos í >rn is de alvenaria tradicionais em especial ·· “rabo queme" lc entradas de ... dem m nadas baianas e sào opor idas n anuali ente a.e K rma scnsorial e artesanal. sem possibilidade de um controle aprimorado da razão de entrada e monitoramento tia velocidade da isoterma m frente de carhonizaçào. que não seja meraniente scnsorial. por tato e olfato. Somada » uisêneia de controle adequado de temperattn t e cnti tda de oxigênio nos . irnos rab quente ha ;x coça de trincas c furtes n parede de alvenaria que resuít irn e o frequentes explosoes c desmoronamento dos fornos. com conseguinte prejuízo fui ineeiro \ preset te invenção apresenta como soluçãt para o pr >b ema de i: 01 ração indese ada de at v explosão um forno metálico \edadt e nn ist I unet to fís eo en * idas áreas e rase que eonec tn * Ιοί ίο n res a ite d ^t iri e >i permites entieu.; o-nP «f x. Jc u íftr. gararm ν'" muueâ· ; entrada de ai são mecânicas e possuem selo de vedação. 1 )a mesma forma, a base dt í mio e a tampa superio para carregamenn poss icm and de sedução com tl inge refr gerado \lém disso > projeto forno apresentado como - duçào industi a neste pedido de msençut dispbe de sahulus para alívio de pressão, devidamente proici das e p.memuad o » íoj Ja comum c d<> eob mt * o.» hot * .L.>phJ»> a< sistema de tubi ação de c mduçfu 'o g fais .a . tl s lua c m que necessário, como sistemas de alivio, abrindo e retornando à posição original sen nenhuma dependência da ituaçik humana 1 sta é uma vantagem importa te do ibrm proposto para produção ndustria d. carvão vegetal frente tos den d fornos o, earbonização pois permite regular a pressão interna do forno 1030] Outro a anyo dc extrema relevância at estado da técnica consiste no desenvolvimento de iin mecanismo que permite >> descarregamento do carvão ainda quente do forno de carbonízaçã > em um segundo recipiente de resfriamento, para. dest ϊ forma. liberar o í t rm ( om ninei para seu us > mais noi re a exclusiva produção de carvão vegetal, 103 1 j P.uimin·. ·· t ('rm· «, -«ni.ener disj*<v de jkv. \a:.ub oipcruJa de descarga localizada na região inferior do f rn *. cuja funçà · é liberar pela base o carvão vegetal produzido sem aguardai a etapa de resfriament ) Com a ineh suo da válvula de descarga inferior a disponibilidade io rorm c mt.iir.er para o proces-o produtivo se elevou consideravelmente reduzindo o inveusmento em núir.ero de tornos Embora a vão t de dc carga seja t elemenU chave para este sa -inventivo, a >oK,vào projo.vj e uoijvmü do uma miie Uv portes que e;n eoigtrm possibilitam o descarregamento do carvão, ainda cm brasa, com segurança e rapidez Este projeto permite que < forno seja projetado e fabric ido com isolamento term co tdec)uado ' se .. e e e eficiente Os 1.-.0 dos do baiunç - dc energia demonstraram que dessa forma, as perdas térmicas deste Forno sào inferiores a 5% de toda a energia cor tid * na lenh .1 enlt rna la. lenha esta et. m uh teor dc umidade abaixo de 3«1 \ rogunde vantagem derivada nu pre-ente imergã· o nsmte u< projeto e fabric içào de um recipiente próprio para receber o c ir vão . nd :i na etapa de fixação de carbono, m seja. ic nv de - nyl 1 rata—e Je um cí inJ o metálico, porém com baixo peso. abaixo de 4 toneladas, sem nenhum isolamento e dotado de um sistema exc usivo de aspersão de agua sobre o carvão durante ;oà descarregamento Esse sistema dc p d* eríx.açài c mtrolada de agua sobre o carvão em queda não interfere nas características mecânicas do mesmo, uma vez que a quantidade de água não ultrapassa o volume . ceess n soma te pa 1 re ioç io d ; energia cntalpica ut vapor t ia itesmí 1 prineipa ne tc a pulverização dc água reduz cm nuis de o tempo necessái · para resfriamento do carvão no prõprii forno de carbonizayão sem ρ α ... > de suas propriedades mecânicas e também sem a manutenção im duntária e iescontrolada do pr< cesso de ilxaç io dc carbono, que oct rre nos dem lis ! rnos do estad > dj técnica [032] tipic.-sM Je vaikvarvm·' j.> ύ·η·ι Ximlvn f>i >>:rui/.uli Na* invés de carregar o forno pela base. como descrito ·»<· e-tud - da nó. ..ca. a prc.-auv invenção objeh deste relatório propõe um is tem a de carregamento pela parle superk ι do li rno. elim nando a necessidade de g rar. base ui ir ou ti mb u o li rno para o carregamenu Este avanço em relação a.* estad kt técniei redro consideravelmente o tempo de eatree miemo dos forno r rou liando em ;m ,: ,·> dv produtiv idade graças m aumento da disponibilidade d( forno para « pr »cesso de carbonizaçflo O carregamenu pela parte snperioi permite ainda uma mc oi homogeneização da carga c maí >r regularidade operacional. {(»331 l >ia i’ na tecnologia coma com um dstema exclusivo e inédito de monitoramento simultâneo e em tempo real de ukü> a- variáveis do processo, sendo elas: [034) * Teor de umidade da lenha [035 j · Nlassa de lenha entornada [036j * Rendimento gra\ imétrtco em carvão J037) * Teor do ptrolcnhoso nu μ.o coletado. 1038] » Vazão de entrada de ar 1039] * Percentual de excesso de O estccjuiomcti c< a·* reação de combustão {040] * Percentual de combustão completa {041J * Fração de alcatrão coletada condensada e queimada f042 J * ! ração O pirolenhoso coletado, vaporizado e queimado f 043 J * Femperaturas medidas (gás, isolamento forno carcaça carvão) 1,044] · Energia de ativação da reação [045] * Calor de píróiise } 046} * Porcento lis dos derívad s c rmbusi ve s ia lenh - q te tórneeem energia ao processo de c ybonização [047] * Vazões de exaustão {04.8 j * fem* de O . N;-, 1T. < 11.. ( * CO c t nllm du gin nà>* condensáveJ 1049] ♦ V- dc excesso de ar e-teqmomctrico 1«*>I * de combustão compieui 1051) * " de queima do cun âo J052 J * 0 dc queima do alcatrão 1053 ! * % de queima do pirolenhoso 1054} * % de queima do GNC }055} * 1 da reação entre ( e vapor d água jí)5õ[ * víe eombu-tão complete da reavãí tio t corr formação de CO e i:b 1057} \ ono .pões propostas e- na· -u!.tvâo p~ia -as problemas c:ud* - serão apresentadas em detalhes nos itens que se seguem.
Descrição da invenção {058} < ) rcvipLíile meta! eo do lo;no ml· arui ( t i para a po duçã* de carvão vegetai tera seu volume interno dividido virtualmcme em très parte couí mie Figura 1 topo (Rl) ( ndi cemn, (R2) e ti u de cone iferit (R3) \ãe existem barreiras nsicas entre as regiões; a divisão aqui listada se faz apenas para simplificar a descrição dos diversos componente da solução proposta. [059] \ região Jt topo. (RI), localizada m. parle superior de fumo. pode se; em formato le tr meo de cone ο i torreslerieo i ssa regia p de sei pavcíatmente duidiJa ou ecmplelameiíte -apurada úí tônã eetrt i . e-nuorme Figura 2. assumindo a função de tampa. (2) pat .= .u;!oo de cun ame >·.· biomassa no interioi do iorn i (3) \lém d·- o. seu íbrm tio em tr< nco de eoi e oi lotvesferico permite a criação de mecanismos de alívio para controle da pre sã( interna d· processo í4> 1 ste mecanismo de ilívio de pres-Do e defini Jo conto tr orifício de aiivk prcfcrcncialmcntc circu h na supcrlicie da egiã< do topv vedad< por uma tampa de alívio nóvel compatível com o >nh iu ρικ s< desloca vertical mente para cima. quando a pressão uaema -e Dera ,c.em do espetado e retorm a sede ck orifteio quando regularizada t pressão ititert t O orifício pode estar posicionado em qualquer ponto da superfície da . · ã > o· topi. p >réni este deve ser preíerencia 1 mentc eoncêntriei com o diâmetro prt ímo .· a·* í o \ umpa de alivio deve tet área e peso compatível con *> a rno com a niuten.opnm. e con t processo, o uue para o esta invenção corresponde u uma área variam! > entre 0.25 e o 15 m- e »pe o entre 30 e 55 kg O dtmen ion . en > i d de va ,da- para f »it de explosão teve c m» base .·. norn a NI F \68 2007. p n*ém de\ Jt· a apHcabdi hde !.m Je-m. mor. . ;i.· : r: ·.> uiuslrial para produção de carvão vegetal, os valores finais paru área e pe * foram resultados Ia el boraçã de nodelos ti uemátic ts proprum assoei idos a testes de expl >sâ< reaíízatk s íot no forno \ vedaç io (5) entre a tampa e o orifício de alísio deve ser feita poi material resistente a temperaturas dc até l>,; ( - macio, paru absorvei os impactos e pi nvecr i wdaçüt·. visto q ie a pressão de tecessai x para. gm mtii ; ·. eduçn. d po cc---· ^-ra !|.nçâ -somente do peso da tampa Λ tampa de o mi vel tem seu eu rs · veríict l mitado por uma série de putas, pivíéreneiaímente tr-è- eqitidistuntcs o 1 írliculaüa f gando a tampa do orifício de aih io de pressão (4) ao região J. topo iRl) (060} ! n sua c nrtguraçSt >tima, j região do topo possui o diâmetro maiot, uc u'. via fuma Ίγ'·;.ι·. ru, igual to diâmetro da regmo Un cilindro central, com inclinação do trono de cone com a vertical deve possuir um ângulo (Al) entre K: e 25b \ região e motada internamente, et m. mama de limo mruiriea (6). e esta é isi lada d contaU cr η i natéi , a n nei di no pot m chapa fina (com espessura de 1.5 raro· de aço inox (7) 1 ssa chapa também impede o contato cia manta isolante com os · apores e alcatrài dispers >s na atmosfe a it terna do forno \ região do topo <R1) é pre a i região do cilindro central através ie mecanismos específicos pt sicionadi - próxim ai itâoieíro maior do topo i mes mecanísmos são pinos articulados (8), presos i regiã* do cilindro central, que se encaixam sobre guias (9) presas à região do topo f RI), \ junção e vedada utilizando vedações especiais para alta temperatura (10) \ pressão necessária para garantir a vedação é propiciada poi roscas presentes n s pinos e porcas colocadas sobre as guias. {061 { \ regiã·' den.-minada cilindro central (R2|, mostrada na Figura 1 corresponde à região principal de controle do processo. O cilindro central possuí preferenciaImente diâmetr > <Dt ie 351 Omni e altu a (H) de 48 iOmm S ia s tperfscie lateral apresenta uma série dc orifícios representad is esquematic tmenle na Figura 2. dotados de mecanismos de controle dc \a/ão (11) <\á!\uia> dc controle» í sUm válvulas são distribuída' da seguinte forma 4 (quatro) colunas de vâh ulas igualmente espaçadas ao I mgo do perímetro da seção transversal e em cada coluna ha uiKulas Jistrib meo em 7 ja»riçõe< ao long< da alt n di forno lá no io ai 35 on(raios (11) atr.oé' do- armo se ooc.e ir. et _v.-e> is i:iten> r do feno .*u u: h/.u como escape em caso de .-obre pressão durante a conversão tia biomassa e n can ão vegetal ϊ mas 2κ \ x vulas (1 I> são responsáveis poi fornecer oxigen «· atm míérico i região perimetral do forno \dicíonalmeme foram colocados 4 (quatro) tubc s que conectam a parede do forno ao seu interior em um d ametro próximo u centro ! stes quatro tubos também são dotados de mecanismo > de controle de vaza >. Esses mecanismos são válvulas de esfera» com esfera em irsox e sede em matéria para temperatura ale 1 5n C bom icbteão a altura, < s tubi - são posic onad< s em urna altura intermediária a dos c rifícíos localizados na parede lateral, sendo dois tubos por nível. [062] Λ altura de cada uma das válvulas é determinada de acordo com o estudo do perfil de temperaturas do torno Nose otudo. h i a\ .diada a veioeid ide com que a isoterma de temperatura no valor 200c'< avança a.· longo da iltura a· forno. O vaior de 200 C é dito pelos estudos na área como a temperatura em que se encerra a secagem da madeira, ou seja. a partir desta temperatura m inicia a torrefaçâo, seguido dl processo de earbonização propriamente din < >· estudo-aemmca cklos, para a elaboração da. solução proposta demonstraram que a etapa de maior d rração J « proce-^o de conversão ύ a secagem d * .mau de lígt çfu d madeír buscou-se então estud ir · comportamento da isoterma de 2- >’ C n > r« riu *s nm < > para prumoter a aceleração de seu desUstument iceleratick ·»>, a , p; vo-m» le secagem. Assim, procedeu-se com análise da velocidade de desloeamonU da isoterma de 200c( em função dt posicionamento dos orilicio.s Os dados >btidos em ensaios laboratoriais demonstram que a velocidade com que essa isoterma u\ unça no leito via tomo se reduz gradamatr.ente do potro de .gn.cào do forn< em diar.ie. Somente há o aumento da \elocidade de propagação quando ocorre una aproximação de um ponto de entrada de oxigênio Determinado o c >mpt rtamen 1 típico da velocidade da isoterma Je valor 200 í , foi possível ailrmar e otimiza: quais seríati o iliâánci u irínim.h rcmrviii!.u;.x uiirc vibet.de erUada íe g e utmoslei jco> O posicionamento dos orifícios ao longo da altura da região do cilindro central para sua configuração ótima podem scr obser cados esquem t; camc ite figura 1. em função do esi ide» ei. x>rado. devem se d stributdi s *2. seg linte f irma 4 oriàeio» com diâmetro 2” ia po-d^âo (Ui) entre 5' c Ά da abara unai da reg ã > citíndr ca medidos a partir da base do e lindro central. 4 orifícios com diâmetro de 2" na posição (H2) entre 8" c 26 < ia altura total k região cilíndrica medidos a panii da base do cilindro cem a 4 ot fieios «. m liâmetri de 2“ na posição (H3) e itrc 3< ' c 384,. cia alti ra to al da região ei 1 idrte * medi >s i partii da base dt e iindr > centrai. 4 orifício- c«nn diâmetro de 2'* ; a posição (If4) entre 50 < e 34 · da atuira total da região ctimdrter medido i partir da 1 ise 3t ndro centra] 4 · sleios com diâmetro de 2" na posição (115) entre 62 e 68 ·, d a altura total da região cilíndrica medi de-. _i partu da Koe do enindm central. 4 ,οποο o-n: diâmetro de 2' na pt-<!v';.. iH6) c:it:v . c > - ,· d i altura tota da região cilíndrica medidos a pirti· : base do cilindro centrai. 4 orifícios com diâmetro de 2” na posição <H7) entre 44 4,88 da altura U tal da região cilíndrica medidos a partir da base de vil ndro een ra . todos orifícios são dotados de válví \s para contrt e de rzãt \ distância mínima entre os tubos pc - eionade s entre os >rifícios na lateral do cilindro é de 26°· Ja altura íotu! da regiãt cilíndrica. medido> a partir da base do cilindro centrai, ser do recomendado o uso destes tubos entre os níveis localizados na base do torno, ao is nessa parte a condução do processo de carbonizaçfio se torna mais crítica (463) Va Figura 2 próximo a cada um dos orifícios e tubos, um sensor monitora a temperatura na. lateral (12) e interior do forno (12a). com o objetivo de fornecer uma indicação precisa sobre o status ou u\ cnço do processo de carboní/ação e garantir que nào sejam ultrapa sados os limites de segurança para a operação adequada do forno Estes dispositivos para n medição dc temperatura podem ser termopares tipo k que são inseridos em poços termométricos que abrigam o sensor e conexões elétricas dos vapores e neve as de alcatrão presentes no interior do forme Para eleito de controle, além dos termopares latera . um i série de sens res de temperatura e instalada no interior do forma < 12a), próximos a região central, para um melhor monitoramento do processo. (064) A região do cilindro central (R2) é revestida internamento com diversas cama ias de n ater ais que isolam ten lieamente i carcaça metálica () forno industria! para a pr >dução de cando vegetal trabalha com temperaturas de processo da ordem de 4(10°C. porém na região dos orifícios esta temperatura pode atingir picos de ate 1 <',f C Isto oc >rre devídc entr ida de · x gênio da atmosfera externa no interior do forno que en v< mam u a- eomb Kttvel e fonte k ignição fom im u na chama sctneil ame a ir n içai e - Ifívi iva u m existe n mate ris > nerc id > ic conseguem suportar as elevadas temperaturas descritas nesse relatório, porém o proee-m Je caro m mt < r m r. n ^ q ι o 1 iam o w.fki.- arCr- materiaís Durante \ carbonizaçâo são liberados além dos gases condensúveis e mio condensáreis, vapor d'água. alcatrão, licor pirolenhoso e compostos voláteis presentes nas cinzas. O alcatrão no interior do fomo está sob a forma dc uma. fina névoa, que impregnaria e danificaria certos tipos dc mantas isolardes, bem como os álcalis presentes nas cinzas \lém 0. so, a inai >r o dos materiais relrat ir tos apresenta 1 m percentual d. pot is ie pass igem total t u se .. sào pot s c .o c tncet tm face quente a face fria permitindo a passagem de alcatrão, que pode danificar a parede externa do íurn« i anu o alcatrão, quanto· o Iim r ρτ>-Icuim.-o pc-mem cir -ua composição uma parcela dc icido acétieo que traduzem a natureza corrosiva da atmosfera interna, \lguns materiais relVatários são incompatíveis com atmosferas ácidas ou sapore- dfiigi.j ( > material ao >cr ..m-egado nem top... do ;om > atume as paredes internas com impacto, causando desgastes por abrasão e quebra dc materiais refratários convencionais \ invenção, objeto deste relatório, propõe uma - duçào de modo a L-olar termieamor.tc o torno. garantind ' temperaturas na c ireaça da ordem de 100 1' e reduzindo ao máximo a passagem de alcatrão para a parede externa \ solução proposta é uma combinação de matei ais que isoladamente não conseguiram atender as necessidades do processo, mas em conjunto atendem com exatidão e eficiência Para a região dos trifícios (considerada para este relatório, ã região compreendida era um raio entre lOOmm e 20ütnm tomada a partir do centro do orifício), os materiais para promover o isolamento da superfície inferna do cilindro metálico para o interior do torno sào: manta de fibra cerâmica (13) com d polegadas de espessura, material ísolante de baixa densidade e custo relativamente reduzido teste material é · principal responsável pela eduçüo da fetnperatm i na cireaça do forno) chapa dc in lisa espessura de 1 iran Π4). rec tbrindo toda a superfície exposta da manta; concreto reíratário de baixo cimento com no mínimo 453« de AhOj misturado com libras metálicas em aço inoxidável a proporção de 2‘- em massa dc concreto (15) utilizad > - este concreto associado ao uso dc fibras metálicas garante a it tegridade e< ct cre o e\ ta . a prt p ig içãt dc trí cas cn função da % a ri ação de temperatura d< processo Para a região a a dos orif cios pontos dc ignição, o concreto refratánu com fibras metálicas c substituíd» por um concreto refratário com no mínimo 47% de AI2.O3. e densidade máxima de 2,27kg/m3 aplicados sobre uma malha hexagonal, própria para ancoragem de concretos refratários, com espessura tota de 27 mm <) usi deste concreto nesta região aliado a um processo de cura especial reduz o percentual total de poros de passagem plena para 5 ... ! .η·' i Na Figura 1. a região denominada tronco de cone inferior (R3) consiste em um tronco de cone invertido, ou em uma transição de seção u msversai circular para quadrado com cantos arredondados feito em chapa metálica. Na Figura 2 este cone {16) deve ser perfurado de moco a permitir a passagem de gases do leito de biomassa para a parte inferi» . porem rciend · a hiomass 1 l recomcndad > que os orifícios tenham diâmeir > de 40mm com espiçament · medi ·· entre os furt - de 12n mim ou com no mínimo 2f de área h re de passagem na área lateral d< coi e < > ângulo de inclinação par 1 o cone deve ser tal. . ue pr< mova o - eoamento do e rvào vegetal sem retenções de fluxo \ Figura 1. tpresenta para · carvão vegetal este ângulo (A2) varia entre 30° e 50°, sendo a configuração ótima a inclinação de 36°. O diâmetro maior do trona de cone deve icompnnhat > diâmetr > da região do cilindro central. [{)ó6j Siluad 1 na p* rçãi infcrioi da região do tronei de e< ne inferior, e ohscnado na Figura 2. esta localizada uma \álvuia de descarga it"| do ear\ã*> vegetal Esta válvula consiste em uma super icie de obstrução ao material sólido localizado acima da mesma e deve permi ir passagem dos gases e c >nden áveis gerados no processo. Λ \dhuiu dem >et mó\ d. Je-> Estruindo a passagem ao final do processo de earbonização a fim de desc «regar o carvão vegetal produzido Para que atenda tos requisitos mínimos, esta xi vula deve sei plana com oriIleios distribuídos sobre a superfície uniformemente. de modo a pern itir a p .· agem le gasc" e retendo objetos sólidos, como no tronco de cone invertido. O diâmetro dos Hi.is node ser semelhante a > utilizado no cc ne. porem <5 percentual de área vaz ida sobre a área de abertura deve ser de no mínimo 20% de forma . garanti 1 o escoamento máximo para o fluxo de gases A superfície plana com or fício í 18) fica instalada sobre um . estrutura dotada de ro las que por sua ’ ez esta sobre trilhos que permitem o deslocamento da tampa c estrutura em apenas um sentido I igando a estrutura ao ambiente externo existe uma haste metálica em aço inoxidável (20). Ao conjunto tampa, estrut ira com t idas e haste o nome de curro-tampa. Na região inferior, alguns do> orifícios Jo iruiico de cone (21) est ibeleeem, através úc duto>. contato com o ambiente externo para a injeção de gases, como o ar atmosférico, dosado por mecanismos de controle especítkos corno váh tias. I stas válvulas são válvulas de esfera, com esfera em inox e sede em matei a! para temperatura até 150 <_ \ tampa pode -e: labncada em jiga de aço espevul c>*tn*«. p >r exemplo. ASTM 572. |067| Na Figura 1, a altura total d«m «dume {HC J compreendido pedo mès regiõe topo (HI) ' íti (R21 1 c t ic . r íR3) diâmetro <!)') da zona central (cil ndro central) deve >. mia: e · ,. 2.2 \ ! . Je diâmetros do cilindro central varia de 3300mm c 4580mm. % il >r recomendado como configuração ideal do forno. imx; O volume interno do forno, disponível para receber a biomassa como matéria-prima, compreendido pelas três regiões (topo (RJ). cilindro central <K2) e tronco de cone inferior (R3}>, doravante denominado “ zona de conversão", pc.dc ter ccpactüade wiumeino enlte 25 e ó5ird com iv-ubcdi·* -otisxru ;í **- -erdt a condição ótima igual a 5üm2 piooi \ /1'iia conversão v mantida na vertical através de um dispositivo de sustentação, cuja forma consiste na associação entre un tronei de cone e um cilindro de proporções definidas feitos de chapa metálica í ste dispositivo consiste em ponto fundam et tal para a tnvençã ct nforme será demonstrará a seguir Esta estrutura de sustentação mosti ida na Figura 2. também denominad . "si ia d · forno" (22). atua como caixa de expansão no processo, permitindo que os gases acumulados na base do forno reeíretilem. propiciando uma atmosíêru de gam quentes c facilitando a condução do processo pelo pré-aqtiecimento da biomassa na parte inferior do forno. 1 m caso de sobre pressão na região do tronco de cone inferior, a 'saia dc brm (22t e dotada de dhnosíti >s de alivio ie pressas específicos, chamados válvulas de alív io (23) Essas váh idas de dív ío de' em sempre ser distribuídas dc forma simétrica, e ao longo da circunferência do forno \ tampa Je alívio deve ler área e peso compatível com o forno, matéria-prima e processo, que para esta invenção corresponde a uma arca variando entre »*.25 e ».mir e peso cmre (Hí e 160 kg Sua posição li ca limitada It área lateral do tronco dc cone e deve sei dotada de um duto ou chaminé <24i que direcione o lluxo proveniente do aumento de pressão no processo para cima oi um local seguro () dia neir > menor d.» esti α*, t lc sustent ição d igual ao diâmetro d., regulo do cilindro central, sendo o pomo de unido entre a “saia do forno" (22) e o cilindro central <K2) cerca de 200 nin acima do limite interior (> diâmetro mas >r <l)Bs pode variar entre 1.25 a 1.35 w/o o diámcít « da região do cilindro centrai. Λ ennr.urí» é revestida miemarnenle com mar,ia cie libra cerâmica (25) com densidade de 128kgòrt . protegida p* r um* chapa isa de aço inoxidável (26) de 2mm de espessura \ sai t (22r at x i também como um equalízador do centro de gravidade do torno para tornar sua operação mais segura quamo a possibilidade de um desequilíbrio e lombamenlo. f070{ \ hasc de apoio do forno da estrutura de sustentação d ) forno é dotada de canal de água (27) para resfriamento da - educa» do ac* plumenfo o rn · Mstema de carhonização. Junto a base de apoio do forno est ; « p.e^erv- a- gu.as ρ.,α o acoplamento do forno à base de apoio do sistema de carbom/aç.m. 1071] \ ín\-enção, objeto deste relatório, e dotada de orifícios especiais denominados pontos de ignição do processo (28) 1 cies pontos podem estar localizados nas três regiões da /ou dc cotnersfu·. porem a posição ideai pa-a a ignição do processo é a região intétior do cilindro central, mostrada na Figura 1. na posição <II0) entre 5D c 15 da i t a total la cg ã i cilind iea medida a partu da base do cilindro central Λ localização desse pomo no limite determinado acima permite um melhor controle do processo, poh embora a mulennu de 20»» l u\ anee gradativamenle do pomo dc ignição para o restante do forno, a ignição nesta altura do forno permite que através dos gases quentes do processo de ignição ocorra um pré-aqueeimento de toda a zona de com ersão. aumentando a \ eloeidade dc deslocamento da tsoierma de 2»»0 C Λ dimensão para o orifício destinado a ignição do processo pode \ariar entre 4 e 6 polegadas De maneira semelhante aos orifícios para a entrada do ar atmosférico, os orifícios de ignição devem >er dotados de dispositivos de controle do iluxo de ar Sendo requisitos básicos para seu funcionamento a garantia de vedação, a área do orifício não deve possuir obstruções, (como por exemplo, válvulas tipo borboleta cujo elemento de obstrução do fluxo divide ao meio a área de p. ss igem do fluxo e lerem ser resistentes a temperaturas de ate 2C)0°C. Portanto recomenda-se o uso da válvula de esfera, com esfera em aço inoxidável e sede em material para temperaturas dc até 20o-(\ Decido a< temperaturas elevadas nas proximidades do p >nto de ignição, é instalado nesta região um bloco refratârio com m mínimo 7ί*"·ί, dc VbO , resistente a temperatura de 1600°C. [072] Além do forno descrito acima, esta invenção, faz uso exclusivo do sistema de catbonização descrito a seguir e mostrado na Figura 3. |"73 | O sistema de carbonização, parte integrante do f orno industrial para a produção dc carvão vegetal, é composto por uma base de apoio movei <29). equipamento de recuperação de condensáveis ¢30). dispositivo de segurança para abxín Je pres-ào (31). exaurem (32) c dunre Ce condução dos gases c \jporC' (33) (» sistema de carbor.t/acãs·» são equipamentos fixos em uma píanrei dc earb» nb ação e o forno c um equipamento móvel que se acopla a este sistema. 1074] \ base dc apoio móvel c constituída por um and cilíndrico (34). de diâmetro igual ao diâmetro mai >r da estrutura de sustentação, construída em material metálica Presas ao anel estão as guias (35). que tem a função de auxiliar o posicionamento do fomo sobre a base de ape. noc. lambem \o'xv „ ··>..-.· de apoio móvel foram instalados pinos articulados (36) que se enea xam sobre ts guí is da base de apoio do forno (37). Através deste mecanismo, com o auxilio de um sistema de porcas c fu>o* · forno e mantido pressionadt contra a base de apoio movei Λ veduvâ » (38) entre o forno e a base cie apoio móvel e promovida peto uso de borraeha especial pura temperatura de ate LHf'C 1 Igado uv.emarr.ente ao anel de apoio, um tronco dc cone invertido |3ι>). fabricado em chapa de aço. permite a captação uniforme de todo o fluxo gasoso e mm , avr . > > ..b. io . mm.·:· .1. cone deve acompanhar o diâmetro menor do anel dc apoio. O ângulo de abertura (Λ3) deve ficar entre 40:: c 6üc e o diâmetro menor (DC) dever ser suficiente para que a velocidade do fluxo de gases não ultrapasse lüm s. j -Cê ] λ base de apoio móvel recebe este nome por estar alocada sobre um sistema de pesagem industrial, com células carga articuladas (40) (utilizada normalmente em balanças i xlovtárias) pare absorver -.- eventuais deslocamento laterais provocados pela u Itsào entre o forno c .o guias (35) e entre o fomo v. base de apoio movei. Portanto a base tem üherdade para se deslocar verticaímente. permitindo a pesagem correta do material.
Ligando a base de apoio móvel ao exaustor, há uma série de dutos e acessórios que conduzem o lluxo de gases c condensávei · p ira 1 >ra d * forno Esses gases c condensáreis podem ser aprovei mdt s em outros processo-.- cuir.o a combustão para rórnecimenU de energia térmica, em e >utros Devido à presença do -mama de pesagem, a ligação entre o diâmetro menor do cone invertido na base de apoio movei e o primeiro trecho da tubulação dos gases deve ser feita utilizando uma junção flexível (41), Esta junta (41) de\e ser resistente a temperai ur.^ de ate mm c. de material in -v.ja* el e lie e de espaços onc e n iter .1 condensávei possa acumul π e prejudicar t flexibilidade da unia \ soiuçã apresentada nesta invençfu consiste no uso de dois tubos concêntricos, sendo o tubo de diâmetro menor <42) fisicamente ligado ao tronco dc cone invertido (39) da base apoio móvel e o tubo de diâmetro maior (43) conectado a caixa de expansão 144# Para e\ itar que ar falso seja aspirado pela fresta entre os dutos, uma junta flexível (41), feita em tecido de libra de · dm recoberta por um j película p ástiea, et v >lve os i tos 1 ss t jun · flexb e (41) tem uma extremidade presa por ibraçatleiras ao cone (39) na petição superior o outra extremidade p:vm ao amo maior (43) r., pane mie* t 1--o asoroor pernis 1v perfeito funcionamento do sistema de pesagem. uma vez que deseoneeta todo o conjunto que se apoia sobre as células de carga do restante do equipamento. I \ im-se. desta forma, a possibilidade de criação do "efeito alavanca", quando pe>t da lenh Ecarvâo contidos m it rno seria nlluenciado o i sofreria te ação em função do lluxo de gases e movimentação da tubulação e restante do sistema, que est rum conectados ao cone, [077] Ligado ao duto maior, usado pura conectar a junta de expansão a base de apoio móvel, existe uma caixa de expansão (44) para a redução da velocidade do lluxo e deposição de material particuiado e ndensáveís \ velocidade nessa região se reduzirá para 50% da velocidade no duto. A caixa de axpen-èo é dotada de duas saídas de lluxo. A primeira localizada na base da caixa e é dotada de um libro (45) que permite o escoamento somente dos eondensúvets para um tanque de armazenamento (46). A segunda saída loeah/ad,; η i lateral da mtxu de expansão permite saída dos gases, vapor e névoa ainda dispersas no lluxo de gases Nesta segunda saida, >» dut.i (33) e dimenfionad.) par i nào ter veloei iade de lluxo -aperi*·; a 16m s. Este duto segue conduzindo os gases ak . -..íu-* c jt)78] \o final do duto (33), a conexão com o exaustor e icíu perpendicular ao comprimento da tubulação bto ,«e nre porque uma porta de explosão (47) é instalada na extremidade dí dut > para garantir a mgurança operacional c integridade dos equipamentos em eas > de sobre pressão nas linhas de gás e ou retorno da eh una decor ente d t queim i do gás no nc «κι idm \ poti t de explosão é composta por uma superfície plana, que se mantém fechada utilizando somente o peso próprio da tampa Em caso dc aumente» na pte-Am interna. > porta se abre. aü·, iando a pressão interna e direcionando, através de uma chaminé (48). o fluxo de escape para uma região segura. Este região ou locai de reeebímen».* d·* g.m deve ser. prefereneialnienle. apropriada para queima do g is c im capacidade para combustão completa do mesmo. [079] O exaustor (32). um dos principais componentes do processo, consiste em exaustor centrifugo cum \ azão nominal de 10.0()0m h e pressão estática de no mínimo 250mmca, O rotor deve ser fabricado em aço inoxidável O equipamento deve ser dotado de contro ador de rotação para permitir a adaptação do mesmo ao uso de diferentes formas de biomassa e processo Je produção, f080j O forno industrial para a produção de carvão vegetal apresenta um dispositivo para o dem invgamento rápido d · uir ào ainda q lente de fdri ia a liberar o torno para o processo de carhonização o mais breve possível \ Figura 3 representa este dispositivo. [081] Λ Ixoe para o desearregamento e composta uma plataforma que possuí um tronco de cone (49) com o diâmetro maior compatível com o diâmetro da maior da estrutura de sustentação (I)B> e diâmetro menor compatível com a válvula de descarga (17). Abaixo da plataforma há um recipiente cilíndrico móvel (50) com capacidade entre 24 e 32m3 de carvão vegetal. U cilindro móvel mssui de 3 a 5 bicos de aspersão de água (51) com vazão variando entre 5 c 20 bir.in são posicionados em seu interior para resfrtar o carvão em brasa durante e após o desearregamento.
Sllh&al jm»çcdi nnen]ugia!2t.d-0|yniÇãt tg|õêJiirnp>. (082j O forno industrial para a produção de carvão vegetal é carregado com biomassa pel t abertur i superior na região do cilindro central Pura o carregamento. devido à alta capacidade volumetríca destes lorno>. e recomendado prcierenciaimcnte o uso de correia transportadora associada ou não a si! ·-> ou cilindros de armazenamento·estoque, para garantir o abastecimento constante de bíomassa para o forno, 1 ste procedimento garante um tempo de carregamento rápido, que preíerencialmentc de\e ser nlêrior a 5 minutos para alimentação de 50m de cavaco no forno» cuja temperatura interna deverá estar acima de 200 C . (OS3] lim seguida a tampa superioi ou região do topi é colocada sobre a região do cilindro central e presa à mesma com o auxílio dos pinos articulados roscados, guias e porcas, O forno de earbonixação então c movido para «» sistema de carboni/.ação. onde então c posicionado c travado sobre a base de φοίυ móvel. [084] Depois de travado o forno» o exaustor é ligado c ajustado de forma que sua velocidade tique compatível com o material utilizado rípicamenle objetiva-se a manutenção constante de uma vazão volumétriea de 6 0 )0nr' h. sendo a velocidade de rotação ajustada para que se tenha a vazão mencionada t ' r" vesso de ignição então é iniciado. Primeiramente certifica-sc que as vi Ivtik - local cias ac parte "iiper ·>. Io forno e- ejam tbenas par > cri n um tluxo continuo de gases no nterior do lt rno .Só então a ignição propriamente dita sc processa. Atrases dos 4 pontos de ignição do processo» uma pequena quantidade não superior a 2kg de acículas. ou carvão cm brasa» c injetada nu mino (> crado nestes 4 pontos se propaga pela região inferior enquanto urna corrente de gases quente sobe pelo lei lt iquecendo-o \ posição estratégica do ponto de ignição permite o pré-aqueeimento a unia temperatura superior a 200 í de iodo o volume do leito, otimizando o processo» visto que co n todo o forno acima de 200 V a condução da carboni/ação se toma mais rápida, So; f) processo de carbonização é então controlado pelos orifícios de entrada de ar. que sào abertos para permitir a entrada de oxigênio, que por sua \ez leva à queima parcial dos gases no interior do forno Essa. queima fornece energia para o restante da fase enclotérmica do processo c, carbonização, sendo na sequência fechados os orifícios cujas regiões atingiram · - limites Je temperatura pura o processa fox”) liste processo de abertura e fechamento das válvulas se repete até que l.do o volume interno esteja em tempe aturas iciina dos "5" { . l)ur inte todo o período ο forno tem seu pe so e tempe ít ira n < ; itorados c< it i u tmei e (1 finai dt processo é alcançado quando >· peso da carga do 1*· no se iguala ao pr-o estipulado eonio meta de produção para o torno. (1)88] Quando se itinge meta de produção i forno então e desacopiado e retiracl * da base de apoi > e exai stt i é dest g ido O i on > então é pobteicnadi sobre a base de Jescarregamenío onde mecanismos automáticos conectados as hastes do carro tampa des bstruen o orifício da região do core mtcri.v p.mt o ·.···. pv;: ·. ouvo d * rarxão aíoJa cm m.. com mmpemmra siipm.ii a }uir'C Dutunie a queda do carvão em brasa, bicos de aspeioão de água direcionados ao fluxo de camio descendente pmir.oveni * m es Sr mios * -uperfei i do carvão <) carvão descarregado é ac um ui adi em um ree piente próp io, metálico, não isolado, pura o resfriamento Depois de concluído o processo de descarregamenlo. que prefeivrtcialmeme não ultrapassa 3 minutos, recipiente contendo o carvão quente c fechado e vedado. donde segue para conclui? <cu processo de resfriamento. [089] O processo de resfriamento ocorre por convecção natural e pelo efeito entálpico o, remoção do calor de evaporaçãi ι._ i, que e copergida, estrategicamente nas regiões do lei o de cat vão mde a temperatura ultrapassa 120 1 [090] ! st a etapa do pr xiessi. que dut . em c ! a 15 i or i> g ir imc . liberação do forno Container para ·.· processo contínuo de carregamento, carboni/ação. descarregamento, carregamento, earbonização. desearregamento... h assim sucessivamente em ciclos que duram entre 3 e o horas. [091 j t > forn*- cor taii cr. testado em escala piloto ! toorutori d. ic'.e ou protelo aperfeiçoado, resultando na fabricação de mi forno piloto em escala industrial. Os itens alterados foram especialmente relacionados com aumento na capacidade de !enh . entornada, memória :u mstrumeFiLqào. craurolc. mec.im/açà» -procedimento operacional, processo e porte térmico. Neste forno os parâmetros monitorados durante is corridas são peso da carga ’ tzão composição, densidade pressão e temperatura dos gases. vazã< de entrada d-· ar m carga, temperatut i da lenha amostrada em n - íc 7 poi >s e p ... i *s pe > i un e do forno e \ lume le piroíenhoso gerado. [0‘)2] 1 >·' dados foram gerados de forma contínua, em tempo real e simultâneos Os testes convergir tm para ui pi cesso estabt izado na seg ííntes condições rendimenío volumétriet de t x o de lenha poi mè ie carvão. rendimena gra\ inietrici* de 35%, tempo de eurbonúiaçSo de 3h, geração de 6.500m3/h por torno com PCI médio de 1 700kJ nt3. possibilidade de geração de potência térmica poi forno de 3MW . ou o equivalente a ger tção de 1 MNVe por !«‘"!· toneladas de carvão, produção de 150 litros de pirolenhoso por cicio, produção de carvão vegetal com 200kg;m3 de densidade a granel làste' ceai rdo-, demonstram que o fom.. C ontainei Industria de pi xtuç · > de carvão vegetai, ou í orno C ontaíner Rima (F( R consiste em uma tecnologia industrial píc tetra na eogeraçào se carvão vegetal e potência térmica capa/ de gerar energia elétrica de forma técnica e economicamente i viável, [093 j o desenvolvimento deste projeto possibilitou detalhamento do balanço de massa e energia no FCR. cujos valores demonstram que neste forno não há excesso de oxigênio: a combustão ocorre com todos os produtos derivados do processo (gases; aicàtrlo, pirolenhoso e carvão) ! a ein da reação de combustão, foi pos íve constatar que ocorrem reações intermedi rias mportantes corno a reação ext térmica do oarbom com vapor d‘água, ca eifteação e craqueamenu». Kuis reações intermediarim que t varrem n·' forno. cuia exclusividade operacional está sendo requerida neste pedido, são responsáveis por um resultado inovador no estado da irte da tecnologia de carbi ni/ação ()u seja. somente nas e«audições eo. utt a·- n e ací na s lerm eas e mee tníc is deslc pio eto é possível produzir carvão com um rendimento gravimétrieo de 35c e ao mesmo tempo um rendimento gravimétr co de gás de * O1 . v* atra o vai >r tradieionai. em tomo de 30% para a geração de gás Isso signilko que este forno apresenta um diferencial bastante significativo em relação aos fornos atuais de carbotii/ução a geraçfn ou produção preiéreneia] de gás em relação a»* alcatrão e pirolenhoso (a fração condensável acaba se gase ficando) Hsse e um fator essencial para favorecer a associação dete projeto de carbonização a uni centra termoelétrica com queima simultânea de Homassu e gás .L: carbonização Com uma fração mínima de eondensáveis e ntido m gas gerad , seu tr importe desk-cunu-nu> arria/aunicmo e encanamento se tornam % iàvc-is para que seja conduzido até um plenum ou um balão. onde se homogeni/.a, e em seguida para queima direta em uma caldeira, a ilm cie promover geração de energia elétrica. [ÍW4] O balanço de massa c energia, resultou na c.-Í-.Oit.içéo Je r. r. processo altamente eficiente. As perdas térmicas são interiores a 5*' O percentual da energia disponne! necessária para manter ou su-uenlar a pimine e de 10”.·.». Λ energia contida no unàu em torn< de ot«'* > da energia presente na madeira e nos gases de 25:.·.
Exemplos Jc aplicação [095] \ seguir será mostrada tma série de possíveis c mfiguraçõcs para a im ençào proposta, que buscam ilustrar seus dhersos tm,-, F emb· m; po—a <r exemplificada por. não se limitada aos exemplos que seguem.
Exemplo 1: [09b] Ü ibnm LiJioto.il para piodução de eanfu» \egetal com capacidade para 35m pode sei carregado pelo oriílcío super or com cavacos de madeira, granulométrica média entre 1e 120mm () forno já com a tampa colocada e travada, e colocado sobre o sistema dc carbontzaçào e travado sobre a base de apoio móvel f * exausí u então é ligado e a ignição nos pontos específicos, com brasa, é iniciada. O controle de carbonizaçào pela abertura e fechamento dos orifícios segue de foi ma a fornecer energia para a fase endotérmica í) processo de encerra em cerca de 5 horas Prodit/indc 2 4*** * kg de carvão vegeta!, com rendimento gravimétrico de 33%.
Exemplo 2: Ií)o~'j O forno Industria! para produção de carvão vemaf uoi capacidade para 35m3 pode ser carregado pelo orifício superior com toretes de madeira, tamanho médio de 200mm, O forno, já com a tampa colocada e tra\ uda. e colocado sobre o sistema de earbonização e traxau > sobre a m c dc apoia no\cL t» exaustor entãt é ligado e ϊ ignição nos pontos específicos, com itrasa, é iniciada O controle de carbonizaçào pela abertura e fechamento dos orifícios segue de forma a fornecer energia para a fase endotérmie ι < > pr-oesso de eneerr i em cerca de 5 horas Produzindo 2.800 kg de carvão vegetai, com rendimento grut imétrico de 35 · RKINVIDICAÇÀO

Claims (44)

1 Processo industriai utili/and * forno metálico ci m cx utstüo forçada c mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão, gás combustível. extrato pirolenhoso e alcatrão, que consiste ara um forno metálu dotado de mecanismos específicos para otimizar processo de produção, caracterizado por ser um recipiente metálico com capacidade de enfo namento entre 35 a 65 m . preferenciaimcnte cm torno tlc 50nr' de tenha ou biomassa (1). c >n um teto cón co (Kit. que funciona como tampa superior (2) dotado de mecanismos para alivio de prewu (4) e di-.pt-amos para a fixação da tampa „<> ti-rim (X e Õg corpo cilíndrico (R2) dotado de 28 orifícios na área lateral com controle de vazão (11). 4 xubos para a injeção de ar no interior da carga. 4 pontos de ignição lateral (28). revestimento refratário impermeável ao alcatrão e vapores (13. 14 e 15) e Jisjv*sítiv«'s de monitoramento de temperatura (12 e 12:0: ldnd>< metálico períurcde (16) com carro tampa (17). também perfurado, para permitir a passagem do 11 i\.> de gases, dotado de tubos para injeção de gases (21) e estrutura de sustentação ¢22) dotada de portas de alívio de pressão (23), mecanismos para prender o forno a*· sistema de carbonização (36 e 37).
2 Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para pt duçfu concomitante k c rvüo. gás combustível, extrato pirolenhoso e alcatrão de acordo com a reivindicação o caracterizado por um corpo cilíndrico (R2> com diâmetro (D) variando entre 3300mtn c 458Ümm, cuja razão entre a altura total da zona dc eomersâ > (IK ) sobre o diâmetro (t)) e-ueja entre os limites dc 1,0 e 2.2.
3 Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçado, e m·. ·. a,· a-..-, dc-cnv*.! i :>·- para produção concomitante dc eur\ã.·. g.o combustível, extrato pirolenhoso e alcatrão, de acordo com a reivindicação I, caracterizado por um corpo cilíndrico (R2) dotado de revestimento refratário dc baixa permeabilidade aw vapores e alcatrões gerados tto processo de carbonização composto pot manta dc fibra cerâmica (13) com 2 polegadas de espessura, ehapi de aço inoxidável ioa (141 na espessura de 1.5mm; en uma lâix > de até lOfímn do centro do orifício é ip eudo sobre a chapa de aço inoxklave concretí reir mo(15) ie baixo cimento con no mínimo 45% de \ 1 *1 misturado eon fibras metúlic.o de aço irmxid.od na propoifoo da 2'> ara irui-m Ja vom;vu>: para as «amais regiões c apiu-ad·'. m-:mv a chapa de aço inoxidável, concreto refratário cora no míninn · -Γ dc Al () e densidade m ixima de 2„27kg m aptic idos sobre uma m ilha hexauona própria pau ancoragem de concretos refrat rios com espessura total de 2~ mm
4 1’0'ce--.* íiuiiotua! utrir/miJt · iorno metálico o-ir. exaustà·* forçada e mecar.iMn." dcmin oh id> o paio piefo^âo cmreomkunm ,1c ^ar\do. u.o o'a!\;áí\d. extraí.» pirolenhoso e alcatrão, de acordo com a iociuh cã' caracterizado por um corpo cilíndrico <R2) com 2>> oíiík ·~ í 1 11 m mea lateral distribuídos da seguinte forma 4 oi ficios com diâmetro dc I' na posição (111) entre 5'? . e 7’·.. da dmru íut.f da reçiiío cilíndrica nedíifoc ; partir da base ... e 1 ndrt central, 4 orifícios ^ »r.i diâmetr > dc d" na posição <H2) entre 18 e 2o' da altura total Ja região cilíndrica medidos a partir da base do cilindro central. 4 orifícios com diâmetro dc 2“ na po-açao (1131 entre 30% e 38°.. da altura t.-t ti Ja região et mui rum medidos a partir da base do cilindro central 4 orifícios c >m diâmetro dc 2“ na ixmç.io (H4> entre 50? e 54 da altura total d.? região cilíndrica medidos a partir da base do cilindro central 4 irifíc o, com diâmetr > dc 2" n *. p<>>íç2m (115) entre 42 ’ c 68 o da altura total da região cilíndrica nedidos « partir da base do e lindro central. 4 orifícios com diâmetro de 2" na posição (116) entre 78% e 84% da Atuo t.-vd dc regíão cilíndrica medidos a partir da base dt .. Hndro central - orifícios «. >m diâmetro de 2" na posição (lí~> ent c *'4· e ja j* ira mt d da região cilíndrke medidos a partir da base do cilindro central, sendo que todos os orifícios são dotados de válvulas para o controle de vazão
5 Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada c mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão, g is combustível, extrato pirolenhoso e alcatrão, dc acordo com a reivindicação !. caracterizado por um corpo cilíndrico (R2) com 4 pontos de ignição na área laterai (28) distribuídos dc forma eqüidisiame ao longo da circunferência posicionados entre 5";, e 15 da altura total Ja regiâ > cilíndrica (110) medidos a partir da base do cilindro central, sendo que t >d >s os orifício» lestes pontos dc ignição, sfu dotado dc válvulas para o controle dc vazão com d imetro podendo var ar entre 4 e o polegadas.
6 Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada «? mecanismos desenvolvidos para produção concomitante dc carvíd. a.o eombustsvd. extrato piro lenhoso e alcatrão, Je . o k- < ^ coti ·, reivindicação 3. caracterizado por um corpo cilíndrico (R2) com 4 pontos de ignição ia área lateral (28) ···' cilindra» ceníi ü dotados de pi >teç .·· reíi itart i compor » por mi ιίικν 1e material refratário com no tn.nrn» ” · - de \1 * 1 re- stci tc i umpcrat a a acima 1c 1200°C.
7, Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão tdrçada c rnecam>nK'> de ar^aos pura produção e m.eomitaate ale carvão, gfo combustível. extrut·· pirolenhoso e alcatrão, de acordo com a ar,Ju o d» ]. caracterizado por um teto cônico (RI) com diâmetro maior ieuai a região cilíndrica e ângulo de inclinação (A I) entre a faixa de 8o a 25°.
8. Processo industrial utilizando torno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produçtU concomitante de carvão, gás combustível, extraU piroleniiost e alcatra» le acordo com a reivindicação 3 caracterizado por un teu eôn i > (RI) que ft cios et m t m κ i pet « o forra í2> dotada dc dispositivos para a fixação da tarnp t ao forno composto gui is t eriícat -(9) presas ao teto cônico que em associação a pinos articulados (8). presos ao cilindro centrai (RI), prendem e pressionam a tampa por meio dc mecanismo tipo porca v parafuso.
11 Processo industrial uti i/ando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão eu> combustível, extraio pirolcnhoso e alcatrão, de acordo com a reivindicação 1. caractcri/.ado por im tet - > c (Rl)dotad k mect usi os parí »H i< ie pre sa< (4) defm do como um oniicin de a!r« ;o. vedado por um t tampa de alivio movei com área variando entre 0,30 e P.ímr. peso entre 90 c 250kg, sendo que tampa de alivio move! tem seu curso vertical imitad por três guias eqüidistantes ou articulada ligando a tampa do orifício de alivio dc pressão (4i a< > região do topo (RI).
10). Processo Industrial a partir de forno tipo Container c«»nt exaustão forçada com mecanismos desenvolvidos para produeàt dc carvão t d o m ' .o.- d e ext * pirolenh c acordo c< i rc eaç caracterizado por um fundo (R3) que fincitcia como bocal dc descarga peca > carvão vegetal produzido. >cnd.i que o bocai ângulo oe mciinue.m (Λ2) entre ~i< e 5«» , o diâmetro maior com o memio o diâmetro da região cilíndrica d»· forno e o diâmetro menor deve ser no formato circular oU quadrado com cantos arredondados. <) fomo é dotado de Jispositivoc nua a fixação da tampa ao feno composto por oim- v erticai--(37) presas ao teto cônico «pie em associação com pinos articulados (36), pre^o ao cilindro central, prendem e pressionam a tampa por meto de mecanismo tipo porca e parafuso,
11 Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forcada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de caiado, gás combustível, extrato piroíenhoso e alcatrão, de acordo com a reivindicação 1. caracterizado por um fundo (R3) produzido em chupa de ,·„/ , v.an miko, distribuídos na área lateral (16) de forma a permitir a passagem do fluxo gasoso e reter o material sólido sendo que os furos possuem o diâmetro de 4()mm com espaçamento entre os iliros de 120 mm, ou com no mínimo 20% de área livre de passagem na área lateral do cone,
12, Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para piodução concomitante de earvfio, gás combustível, extrato piroíenhoso e alcatrão, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por conter ou dispor em sua base de um ou dois carros tampa (Π). para fluxo ou escoamento do canào, composto por uma tampa, feita em chapa de aço com furos distribuídos sob sua superfície (18) cujo o somatório das áreas vazadas deve ser de no mínimo 20°·» da área total; uma estrutura com rodas (19) e uma h.ote metálica (20),
13. Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecani-mos desenvolvidos par., piodução concomitante de carvão, gás combustível, extrato piroíenhoso e alcatrão. 1c mordo com a reivindicação 1. caracterizado por uma estrutura de sustentação (22) capaz de manter o forno na podçào vertical cujo volume é a osociaeao entre um troco de cone e um cihmln* sendo que o diâmetro menor deve ser igual ao da região cilíndrica e < diâmetro maior (DB) fica entre 1,25 e 1.35 vezes o diâmetro da região cilindro central (D)
14 Processo industrial a partir de forno tipo conminer com exaustão forçada, com mecanismos desenvoh idos para produção de carvão, gás combustível e extrato pirofenhoso. de acordo com a reivindicação !. caracterizado por uma estrutura de sustentação (22) dotada de mecanismos para alívio de pressão {23} definido como uma área de alívio, vedado por uma tampa de alívio articulada em uma de suas arestas com área variando entre o.25 e 0,6nr e peso entre 90 e lí ükg, sendo que sua pos çãt fica limitada a área late» i do tr meo de cone e de\e ser dotada de um duto ou chaminé (24> que direck * e i fluxo proveniente do aumento de pressão no processo para cima ou um local sogutt
15, Processo industriai míli/anuo íbrno metálico eotn exaustão forçada e mecanism is desenvoh dos pan pr dução concomitante de carvão, gás combustível, extrato pirolenh so e alcatrão, :ie acordo com a reí\ludvacão 1 caraeu ri/ado por uma estrutura Je sustentação (22) dotada dotado de dispositivos para a fixação do forno a base Je ipoii ms \ e ei mp sU s por guias (37) feitos eot , chapa de aço paralelas, presas a estrutura de sustentação e por pinos articulados (36} roscados presos a base de a; oío n toei. sendo que o iravamento do forno à base de apoio se dá por mecanismo tipo porca e parafuso
16 Prc ce— industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desei vulutko para pied içào concomitante de carvão, gás combustível, extrato pirotenhoso e alcatrão, caracterizado por possuir um ovem,; de carbonização comp< sto por uma base de apoio móvel (29j. composta poi um anei metálico (34). guias para posictonamem * do forno (35). tronco de cone (3*>) e sistema de pesagem (46) e mecanismos para o travamento do forno sobre o and (36 e 37); equipamento de recuperação de condensa'ci> (30», comporto por uma caixa Je cxpai ãt (441 e» n u das independentes para os gases e os condensar eis, filtro (45} c ianque de armazenamento (46), dispositivo de segurança para alívio de pressão (31), composto por uma porta artieul ida (47) e chaminé (48). ex m>u r (32} e umos de condução dos gases e vapores (33).
17 Processo industrial utií z mdo 11 riu metálico com exauslào forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de car\ to, gás combustível, extrato pirolenh,oso e alcatrão, de acordo com a reivindicação 16. caracterizado por uma base de apoio mcnel {2‘>) composta por um anel cilíndrico (34) de diâmetro igual ao maioi diâmetro da evrutura Je sustentação com guias de posicionamento (35) íabí cada icr chapas paralelas que formam um canal por onde uma chapa guia presa ao ibrn » (1) percorre, até que o forno (1) apóie eompietumeníe sobre a base movei {29).
18, Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de eanào. gás combustível, extrato pirolenhoso e alcatrão, de acordo com í reis indicação 16. caracterizado por uma base de apoio móvel {29} dotada de um sistema de pesagem industrial com células carga articuladas para absorver >s eventuais deslocamentos laterais provocados pela colisão entre o forno (í) e as guias ¢35), entre o forno 11 > e base de apoio móvel (29).
19, Processo industrial utilizando forno metaU.· es s-siu torçaJa e mecanismos desenvolvidos para produção eortcommnte Je „ ã·.. combustível, extrato pirolenhoso e alcatrão, de acordo com a reivindicação 16. caracterizado por nina caixa de expansão {44) com diâmetro suficiente para reduzir a velocidade para 5"\. da veh*eidade no dmo de condugàa d.»- gano: pomtond*» deu-saídas de fluxo sendo que a primeira localizada u kr-e da caixa e e dotada de um liltro (45) que permite o escoamento somente Jos c miJensá eis para .m tanque de armazenamento <46) e a segunda saída localizada na lateral da caixa de expansão permite saída J**·. gases c vapor e nevou ainda dispersas no fluxo de gases pelos auto·- (33). dimensionado p ira não te; xclocíJaJe de fux i supei íoj „ '>‘m. -
20, Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção cortei mitume de carvão. gã> combustível, extrato pirolenhoso e alcatrão, de acordo com a reivindicação 16. caracterizado por uma união entre a base de apoio móvel (29) e a caixa Je expalisàt {44) ser efetuada por dois tubos concêntricos sendo que o tubo Jc dtámetr» menor (42) e fisicamente ligado ao tronco de cone (39) invertido da k.-e armo iu<*%cl <29í _ o tubo de diâmetro maior (43) permanece conectado a caixa de expansão (44) envoltos uma junta flexível (41). feita em tecido de fibra de vidro .recoberta por uma película de plástica com uma extremidade presa por «braçadeiras ao tronco de cone invertido {39) na posição superior e outra extremidade presa ao tubo maior (43) na parte inferior,
21, Processo industrial utilizando forno metálico com ex lustãu forç tda e meca sm >s Je envolvidos f t pr >J iç h concomitante ie ca ão gás combustível, extraio pirolenhoso e alcatrão. de acordo com a reivindicação i 6. caracterizado pm „ ' ' : ' - - : : ' ' línal da tubulação composta por uma superfície plana, que se mantém fechada utilizando somente o peso próprio desta superfície construída em chapo metálica denominada tampa <4*4 que se eleva em caso de sobre pressão mm dutos que conduzem os gases ao exaustot e chaminé (4S) para a condução gases liberados durante o alívio de pressão.
22, Proccmo industria; utilizando lerno metabeo mm exaustão forçada e mecanismos devem oh id··' para nroJigào concomitante de c.mãa. ga-cotnbustíve extrato tirok hoso e cairão, caracterizado por 1' se pa ·. desearregamento composta por uma pia tale rn a que possui um tronco de cone (4‘)> com o diâmetro maior compatível corn o diâmetro da maior da estrut ra de sustentação i l)B) c diàmetri menor c mipatí ve com a vά \ ula de desca -ga (17)
23, PnvexM* há;; mutilizando forno meuhco ooi exaustão forçada e mecanismos desenv dvidos para pre duçào concomitante de carvão, gás combustível, extrato pirolenhoso e alcatrão, conforme reivindicação 22. caracterizado por dispor ou contar com um recipiente cilíndrico móvel (50) com capacidade entre 24 e 32md de carvão dc vegetal, construído de chapa metálica, preparado para receber o carvão em brasa descarregado pela plataforma de desearregamento, dotado de 3 a 5 bicos de aspersãt de água (51). com vazão variando entre 5 e 20 1 mim posicionados para resffiar o carvão em brasa durante o desearregamento e um bico central, posicionado no centro da carga,
24, Processo industrial utilizando ít rno metálico com exaustão forçada e mecanismos de em >lvkk - para pr iução eotict muniu ,x car ào .. combustível, extraio pirolenhoso e alcatrão, conforme reivindicação 22, caracterizado por dispor ou contar com um recipiente cilíndrico, dotado de uma tampa superior, vedada por selo hídrico; recipiente este que após receber o car ão o mantém isolado, sem entrada de ar, para resfriamento, com tempo Inferior a 15 horas, para atingir temperaturas interiores a 60 C. em todo o volume.
25 Processo industrial uti zando f< rno metálico com exausta» forçada e meeani mos desenvolvidos para pr Jução concomitante de cnrrâo ga.s combustível, extrato pirolenhoso e alcatrão, caracterizado por um processo de produção de c.uoão vegeral que ^ono-tv em carregar a bioniu-sa oeL: pmte '.;pe-i ·: do forno, tampar e vedar a tampa superior, com ·> aux lio dos dispositivos específicos para fixação da íumpu ao fortra, em seguida desl» cu-se *,> ira no para base Je ap u móvel, travando o torno sobre a mesma, onde se inicia o processo de carbonização pela ignição e exaustar e conduz-se o aquecimento do forno de mt do a obter cm todo >e volume uma temperatura superior a 350 ( e pes > próximo ac rendínvnt· de carvão estipulado.
26 Processo industrial utilizando forno metálico cc m exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão, gás combustível, extrato pirolenl >so e alcatrão, conforme rei ndieação 25, caracterizado por processo de produção de car\’ão cuja exaustão tios gases se mantém próxima aos ó.ljoom1 h.
27. Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desei volvidos para produção concomitante de cartão, gás combustível, extrato piroíenhoso e alcatrão conforme reivindicação 25. caracterizado por process le produção ic car . > c de a igniça uravés 1 pontos de ignição com a adição de menos de 2kg de carvão em brasa, permite *· pré-aquecimento uniforme lí·· forno devido a posiçfu estratégia dos pontos de igniç ;<· c dos pontos de entrada de ar.
28 Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante Je car.à». ca-combustível, extrato piroíenhoso e alcatrão, conforme reivindicação 25. caracterizado por processo de produção de carvão onde o controle da entrada de ai e oxigênio se dá através dos orifícios laterais, e tubos internos, que por vez permitem a queima pardal dos gases no interior do forno íornecendt energia par t o restante da fase endotérmiea do processo de carbonização sendo na sequência fechad >s os orifícios, cuja região atingiu os limites de temperatura do processo
29 Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e meeanom.o doem oh idos para produção concomitante de carvão, gás combustível, extrato piroíenhoso e alcatrão, conforme reivindicação 25. caracterizado por pr e- ... m Jttç - Je cat o onde apó o eneet tn ent d processo cie carbonizaçà· o forno desacoplado da base de apoio móvel e deslocado para base de dcscarregamento. por uma ponte rolante, onde mecanismos automáticos conectada a ha-tc do carro tampa abrem. desoKOruin*Jo ’ orifício o.s regiã;» do o«ue interior para .> avaisran do carvão ainda em brasa, com temperatura superior a 300 ( . sendo que durante a queda do e ·<: ã c n bra<a h;cos de .oper-ão de a_ua direcionados ao fluxo de earvã descendente, r o novem um resfriamento s tperíieul do carvao e o carvão descarregado é acumulado en um recipiente própr o para o resfriamento, que é fechado c vedad >. donde segue para concluir seu processo de resfriamento, sem entrada de ar ou oxigênio: de forma a bloquear ou interromper a reação de fixação cie carbono.
30 Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada, e mecanismos desenvolvidos para produçâ< concomitante de carvão, gás combustível, extrato piroienhoso e alcatrão, conforme reivindicação 25. caracterizado por prece·-'·*» Jc produção de carvão Je-cencear o e.inàm imedeitamente upos atingir .* íendimen5·, gr.n imeiríe* · desejado. em ou, pi ente c: ! com vedação e válvulas de alívio, em um tempo mínimo, inferior a lo minutos, de forma a minimizar o contato do carvão t mi o ar atmosférico
31 Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forcada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão, gás combustível, extrato piroienhoso e alcatrão, conforme reivindicação 25. caracterizado por processo de produção de carvão carregar a biomassa. imediatamente após descarregar o carvao no cilindro de resfriamento, de forma u manter seu porte térmico para minmr/ar perdas termic o.
32. Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão, uás combustível, extrato piroienhoso e alcatráo, conforme reivindicação 25, caracterizado por p cesse e p çã e car\ . rrega fot > de lenl i c t biomassa. conforme granulometria desejada para · pt<>di.n. Ι'η.ι*. .·; .o· >. prclerenciaimento. euc ilipto, com comprimento acima de 20Om-n. largura acima Jc 150mm e espessura acima de 1'iOmm.
33 Processo industria! ivii/ando torno metálico com exaustão forçada e mecanismos iesenvoh los para 1 < itição concon tante de carvão, gás combustível, extrai pirolcnhost e alcatrão, conforme reivindicação Zc. caracterizado por p >cessí . e cm uçãí ie c; vfu v u esj . e ia ou oi r· p meio de urna correia ou esteira transportadora, sem engaioiamento, em um tempo inferior a 30 minutos,
34 Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão, pás combustível, extraio pirolcnhoso e alcatrão, conforme reivindicação 35, caracterizado por jrocesso de produçãt le can " i ·.. ' carbontzação entre 3 e 6 horas, dependendo do teor de umidade da tenha, cujo íat u de utilização chega a atingir valores superiores a 90%, uma vez que o forno está sempre em processo de carbonização, com exceção dos intervalos para carregamento e descarregamento.
35. Processo industrial utilizando forno meiáik·· -mr c\.. oeu iotçada e mecanísm*'- vlesemoh ides par.; pmjvv.4· concomitante de v.trsà·'. gm combustível, extrato pirolcnhoso e aJcntrão. caracterizado por operar simultaneamente com outras baterias de forru >, preferencialmente, 6 plataformas de carbonização possibilitando uma produção mensal superior a 20,h< >0 >r de carvão \egetaJ e superior a 10 OOOm h de gás combustível. ·,· r. ρ··..νι e.t. ·ι·ί\.> -eporá r ,> 1500 kJ/md
36. Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada c mecanismos desemoh ido" para produção concomitante de eur\fio. g:t> contbustí\eí, extrato pirolcnhoso e tlcutrão. conforme rehindicação 55. caracterizado por fazer parte de uma planta química, com produção simultânea de carvão vegetal, alcatrão, pirolcnhoso e gás combustível
37 Processt industria utilizando forno metálic ) com exaustão forçada e mecanismos desenvoh dos para produção concomitante de carvão gás combustível, extrato pirolenh so c alcatrão, conforme reivindicação 55. caracteri/.ado por apresentar um potencial de geração de potência elétríe i de até 1 \1 We para cada 1000 toneladas de carvão produzido por mês.
38 Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão gás combustível, extrato pirolcnhoso e deatrâo. conforme reivindicação 35. earaeteri/.ado por apresentar uma perda ferir , „: t " iniciai contida na íenha com 25 > de umidade, um rendimenso gravimétrieo em carvão superior a 33% e um rendimento gravimétrico em gás combustível superior a 60%.
39 Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção eoneomitanle de carvão, gás combustível, extrato piroíenhoso e alcatrão, conforme rei\indicação 55. caracterizado por apresentar um percentual da energia disponível, necessário para manter ot» sisteníar a pirolise de 10% da energia inicial contida na lenha, com umidade em torno de 25%.
40. Processo industrial utilizando forno metálico eom exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de cunào. ga-conibustível. extrato piroíenhoso e alcatrão, eonlbrme reivindicação 35. caracterizado por permitir a automação do processo a partir da abertura das válvulas, conforme monitoramento contínuo e un tine do peso total, perfil térmico volumétrieo e características do fluxo de gás: composição e vazão.
41. Processo industrial utilizando forno metálico cem exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão, gás combustível, extrato piroíenhoso e alcatrão, conforme reivindicação 55. caracterizado por permitir a queima direta do gás combustível gerado durante a earbonização. -chJ<· desnecessário um pre-tr uamento de gas. em função deste nfu* apresentar cotnponemcs prejudic ais e/ou que possam danificar a operação de unia caldeira a vapor.
42. Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão, gás eombusthel. extrato piroíenhoso e alcatrão, cmiibrme reh indicação caracterizado por permitir a queima simultânea do gas ewbusmcl gerado na earbonização com biomassa em uma caldeira, cujo vapor gerado pode atingir pressões superiores a 40bar e nessa condição girar uma turbina para geração de energia elétrica.
43. Processo industrial utilizando forno metálico com exaustão terçada e mecanismos desenvoh idos ram produção concomitante de caixão, g.o combustível, extrato piroíenhoso e alcatrão, conforme reis indicação 35. caracterizado por permitir a queima do gás combustível gerado na earbonização em preferencialmente uma ou mais entradas da caldeira, entrada esta. posicionada sobre a grelha rotativa de queima da biomassa, de forma a minimizar a necessidade de entrada do ar secundário na caldeira.
44. Processo industriai utilizando forno metálico com exaustão forçada e mecanismos desenvolvidos para produção concomitante de carvão, gás combustível, extrato pirolenhoso e alcatrão, conforme reivindicação 35. caracterizado por permitir de forma exclusiva e inovadora o aproveitamento da energia contida na floresta em sua forma mais nobre: produção de combustível sólido sustentável e geração de energia elétrica, com a queima exclusiva de biomassa e gás da carhonizaçüo, evitando a necessidade de recuperação do alcatrão e pirolenhoso. que são transformados em gás durante o processo.
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