fornalha a carvao vegetal
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É uma fornalha para ser adaptada em secadores de grãos ou aquecimento de ambiente para criação de animaisTRANSCRIPT
FORNALHA A CARVÃO VEGETAL
Juarez de
Sousa e Silva
Roberto Precci
Lopes
Sérgio Maurício
Lopes Donzeles
Douglas
Gonzaga Vitor
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2013
COMBUSTÃO DA BIOMASSA
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Biomassa• É uma fonte renovável de energia tão antiga
quanto a própria história da civilização
• Dentre as atividades agrícolas, a
cafeicultura apresenta o maior e mais
oportuno potencial para atender a secagem
da produção principal
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COMBUSTÃO A conversão da biomassa em energia é feita em
fornalhas e queimadores.
O calor gerado pela combustão pode ser transferido
para um fluido (ar, água, óleo etc) e até mesmo
para um material sólido.
O processo de combustão comum consiste,
essencialmente, na reação química entre o
hidrogênio e o carbono, presente nos combustível
(biomassa ou fóssil), com o oxigênio do ar.
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COMBUSTÃO
Pode ser definida como o processo de oxidaçãode um combustível sob uma combinação defatores que ocorrem simultaneamente, gerandocalor (reação exotérmica).”
Para que ocorra a reação é necessário:
• combustível;
• Comburente (oxigênio);
• temperatura de ignição.
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COMBUSTÃO
Combustão eficiente é aquela em que todosos elementos combustíveis, resultantes doprocesso de queima, são transformadostotalmente em dióxido de carbono (CO2),água (H2O) e calor.
Para que ocorra a reação de oxidação, ostrês componentes devem estar disponíveissimultaneamente:
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ELEMENTOS DA COMBUSTÃO
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TEMPERATURA OXIGÊNIO
COMBUSTÍVEL
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IGNIÇÃO A temperatura de ignição é aquela na qual a
mistura deve atingir para iniciar o processo de
combustão. Está relacionada com a pressão e com
o tipo de combustível.
Além da temperatura de ignição, a reação de
oxidação é função da turbulência do ar e do tempo
disponível para a combustão (Comumente chamado
de três Ts da combustão: temperatura, turbulência e
tempo).
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TEMPERATURA DE IGNIÇÃO
Combustível Temperatura de Ignição( oC )
Carvão Mineral 400 – 500
Carvão Vegetal 340 – 400
Lenha Seca 300
Gás Metano 650
Monóxido de Carbono 650
GLP 500
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FORNALHAS Fornalhas são dispositivos projetados para assegurar a
queima completa do combustível, de modo eficiente e
contínuo, em condições que permitam o aproveitamento
máximo da energia térmica liberada.
O projeto de uma fornalha é baseado nos 3 Ts da combustão:
temperatura, turbulência e tempo.
O tamanho e a forma da fornalha dependem:
• Tipo de combustível,
• Dispositivo de queima
• Energia a ser liberada em determinado intervalo de tempo.
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CLASSIFICAÇÃO DAS FORNALHAS
As fornalhas podem ser classificadas, quanto à natureza doscombustíveis, em:
• Fornalhas para combustíveis sólidos (lenha, carvãovegetal, sabugo de milho, etc.);
• Fornalhas para combustíveis sólidos pulverizados (carvãoem pó, casca de arroz, de café, etc.);
• Fornalhas para combustíveis líquidos (óleo diesel, óleoBPF, álcool etc.); e
• Fornalhas para combustíveis gasosos (gás natural, GLP,etc.)
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FORNALHA COM AQUECIMENTO DIRETO
Nas fornalhas com sistema de aquecimento direto,a energia térmica proveniente dos gases dacombustão é adicionada diretamente ao arambiente antes de passar pelo secador (não existetrocador de calor).
Essas fornalhas necessitam um decantadortangencial ou ciclone para decantação departículas finas. São classificadas como de fluxodescendente e fluxo ascendentes.
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AQUECIMENTO DIRETO (DESCENDENTE)
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AQUECIMENTO DIRETO (DESCENDENTE)
Clique na figura para ver
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CÂMARA DE COMBUSTÃO DIRETA
Fornalha de Aquecimento direto - Joscil
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AQUECIMENTO DIRETO
Fornalhas para Resíduos
• foram projetadas, construídas e avaliadas, no DEAda UFV, dois modelos de fornalhas.
• Apesar de características semelhantes, elasqueimam serragem de madeira, pergaminho docafé, moinha de carvão ou biomassa fragmentada.
• As fornalhas podem ser operadas com a queima delenha/biomassa fragmentada ou apenas com alenha.
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AQUECIMENTO DIRETO
Clique na figura ao lado para ver
Para combustíveis
sólidos ou
pulverizados
Alimentação por helicóide Alimentação pneumática
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FORNALHA COM AQUECIMENTO INDIRETO
Fornalhas com aquecimento indiretopossuem trocador de calor que aquece umasegunda substância que conduz o calor. Umacaldeira gera vapor que passa pelo trocadorde calor e retorna para a caldeira. (Figura)
Neste tipo de sistema, há perda pelochaminé e para o sistema, resultando emuma menor eficiência quando comparado àfornalha de fogo direto.
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CALDEIRA FOGOTUBULAR
Caldeira Horizontal com duas passagens
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FORNALHA COM AQUECIMENTO INDIRETOMODELO UFV/EMBRAPA-Café
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FORNALHA COM AQUECIMENTO INDIRETO
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CARVÃO VEGETAL
O carvão vegetal é obtido, artificialmente, em fornos através dacarbonização da lenha, com uma eficiência de conversão de 50 a55%. (Figura 1)
O carvão vegetal e a lenha são os melhores combustíveis para usona secagem de produtos agrícolas no Brasil. Com odesenvolvimento de novas fornalhas, o uso do carvão deverá serincrementado na secagem de produtos agrícolas, a exemplo dalenha.
A utilização do carvão proporciona grande autonomia de operaçãoe combustão com um mínimo de cinzas.
Para secagem e aquecimento de ambiente, escolha uma fornalhacom alimentação constante.
Uma alimentação adequada fornecerá temperatura constante ao ar desecagem e melhor combustão da lenha.
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CARVÃO VEGETAL
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O PORQUÊ DA FORNALHA A CARVÃO A secagem é a operação que mais consome energia na
produção de grãos.
Apesar de haver equipamentos para controle de
processos, a otimização da operação de secagem cabe,
também, ao operador. Além da durabilidade e do custo
inicial, a facilidade de operação e alta eficiencia térmica
são características desejáveis de uma fornalha.
As operações de secagem e armazenagem, quandorealizadas corretamente e com equipamentos eficientes,contribuem significativamente para a redução dos custosoperacionais.
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Tempo, hs
Tem
pera
tura
,
o C
Temperatura do ar aquecido
Temperatura do ar ambiente
Média 23,5 0,64oC
Média 61,4 1,2oC
Temperatura dos gases na saída da fornalha
Média 124 4,1oC
±
±
±
Uma fornalha deve produzir calor com variação mínima ao
longo do tempo, independentemente, das variações
ambientais.
O porquê da FORNALHA A CARVÃO
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Componentes da fornalha a carvão
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O porquê da temperatura constante
Câmara de queima com alimentação
(ar+combustível) Constante
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Componentes da fornalha
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Montagem passo a passo
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Forma e laje concretada para separar a base e o cinzeiro da fornalha
Forma e laje concretada para separar o cinzeiro da câmara de combustão.
Formas e lajes
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Formas e lajes
Para separar a câmara do pré-aquecedor
Para fechar o pré-aquecedorPróximo
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Formas e lajes
Para construção do ciclone
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Câmara inferior da fornalha (completa a queima)
Módulo 1 - Base da Fornalha
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Módulo 1 - Base da Fornalha
Base da fornalha mostrando o revestimento interno com tijolos comuns
Base recebendo a laje e pronta para receber o módulo cinzeiro
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Módulo 2 - Cinzeiro
Base para a construção do cinzeiro (observe a abertura para retirada das cinzas).
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Módulo 2 - Cinzeiro
Cinzeiro com detalhes do revestimento interno
Cinzeiro recebendo a laje e pronto para receber o módulo 3
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Módulo 3 -câmara de combustão
Base para construção da câmara de combustão
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Módulo 3 -câmara de combustão Câmara de
combustão com
detalhes do
revestimento interno
e montado sobre o
módulo 2.
Câmara de combustão recebendo a laje e pronto para receber o módulo 4
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Módulo 4 - câmara de Resfriamento
Base para a construção da câmara de resfriamento
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Módulo 4 - câmara de ResfriamentoCâmara de
resfriamento com
detalhes do
revestimento interno
em tijolos e montadosobre o módulo 3.
Câmara de resfriamento recebendo a laje e pronto para receber o módulo 5.
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Módulo 5 – Depósito de carvão
Depósito de carvão ou briquete e detalhe da grelha suspensa e removível.
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Componentes básicos da fornalha
Configuração da fornalha com os cinco módulos montados e detalhes
da câmara de combustão com a grelha acoplada ao depósito de carvão.
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Detalhes da fornalha com ciclone e duto de ligação com o ventilador
Fornalha com Ciclone
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Detalhes internos do ciclone com entrada
tangencial inferior e porta de limpeza
Construção do Ciclone
Aberturas reguláveis
Posicionamento do ciclone em
relação à fornalha e detalhes dos
registros na saída da fornalha e
entrada no ciclone.
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Construção do Ciclone
Revestimento externo e detalhe da fôrma metálica para facilitar o assentamento
dos tijolos e a formação da coroa com aberturas tangenciais em alvenaria.
Coroa metálica para
auxiliar a montagem do
ciclone
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Fornalha a Carvão adaptada em Um secador rotativo
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Corte longitudinal da fornalha, mostrando seus componentes e trajetória
dos gases de combustão
Funcionamento da Fornalha a carvão
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Corte longitudinal da fornalha, mostrando seus componentes
e trajetória dos gases de combustão
Funcionamento da Fornalha a carvão
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Obrigado Pela AtençãoQual dúvida – juarez @ufv.br
UFV- EPAMIG -EMBRAPA-Café