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Efeito das principais variáveis do processo de fabricação sobre as propriedades de briquetes de misturas de carvão fóssil e carvão vegetal para uso siderúrgico (2017)

  • Authors:
  • Autor USP: CARDONA, LINA MARIA VARON - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PMT
  • Subjects: BIOMASSA; CARVÃO VEGETAL
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: A utilização de briquetes de misturas de carvão fóssil e biomassa em substituição ao coque como agente redutor pode contribuir para a diminuição das emissões de CO2 à atmosfera no processo de redução de minério de ferro. O fenômeno do amolecimento e fluidificação do carvão fóssil durante o aquecimento permite que o mesmo absorva certa quantidade de materiais inertes à coqueificação durante o tratamento térmico. O objetivo deste trabalho é correlacionar o efeito das principais variáveis de processo de fabricação (temperatura e tempo de tratamento térmico, tamanho de partícula dos componentes, porosidade e proporção de carvão vegetal e carvão fóssil) sobre as propriedades obtidas (resistência mecânica e reatividade ao CO2) de briquetes compostos de misturas de carvão fóssil e carvão vegetal, para uso na indústria siderúrgica. Briquetes de dois formatos diferentes foram preparados em matriz cilíndrica e em maquina briquetadeira e tratados termicamente em forno vertical aquecido com resistência elétrica sob atmosfera de nitrogênio. A resistência à compressão dos briquetes foi analisada em função das seguintes variáveis: proporção de carvão fóssil e carvão vegetal, taxa de aquecimento do tratamento térmico e tamanho de partícula dos carvões. A reatividade ao CO2 dos briquetes tratados termicamente foi analisada em função das seguintes variáveis: temperatura de ensaio e vazão de CO2. Foram comparados os resultados obtidos de ambos os formatos de briquetes. Com o aumento da proporção de carvão vegetal nos briquetes cilíndricos de biocoque, a densidade aparente e a resistência à compressão após tratamento térmico aumentaram para as misturas contendo 5, 10 e 15% de carvão vegetal. A partir dessa composição (15% de carvão vegetal) tanto a densidade final quanto a resistência à compressãoapresentaram diminuição. Encontrou-se que tanto os briquetes cilíndricos a verde quanto os briquetes tratados termicamente apresentam perda de resistência mecânica com o aumento do tamanho de partícula do carvão fóssil. Os melhores valores de resistência à compressão foram obtidos em briquetes feitos com carvão fóssil em mistura de 15% em peso de carvão vegetal, tamanho de partícula abaixo de 0,044 mm, tratados termicamente a 1100°C durante 8 horas. Com o aumento na adição de carvão vegetal nos briquetes compostos de carvão fóssil e carvão vegetal, observou-se um aumento da reatividade do biocoque ao CO2. As micrografias dos briquetes tratados termicamente mostraram que a textura dos briquetes tende a ser mais homogênea com aumento de carvão vegetal de madeira na mistura. Os briquetes de biocoque fabricados em briquetadeira permitiram a ampliação do processo de fabricação de briquetes a uma escala laboratorial maior e mostraram a viabilidade industrial na fabricação do biocoque. Encontrou-se que a adição de carvão vegetal de madeira na mistura influencia diretamente na resistência a compressão e a reatividade ao CO2, devido a diferentes fatores como a composição das cinzas da madeira, a diminuição da fluidez devido à ação do inerte na mistura a carbonizar, a formação de uma estrutura porosa dentro da matriz carbonosa. Não encontrou-se correlação entre o índice de alcalinidade dos briquetes e sua reatividade ao CO2.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 28.09.2017
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      VARÓN CARDONA, Lina Maria; MOURÃO, Marcelo Breda. Efeito das principais variáveis do processo de fabricação sobre as propriedades de briquetes de misturas de carvão fóssil e carvão vegetal para uso siderúrgico. 2017.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-23052018-082753/pt-br.php >.
    • APA

      Varón Cardona, L. M., & Mourão, M. B. (2017). Efeito das principais variáveis do processo de fabricação sobre as propriedades de briquetes de misturas de carvão fóssil e carvão vegetal para uso siderúrgico. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-23052018-082753/pt-br.php
    • NLM

      Varón Cardona LM, Mourão MB. Efeito das principais variáveis do processo de fabricação sobre as propriedades de briquetes de misturas de carvão fóssil e carvão vegetal para uso siderúrgico [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-23052018-082753/pt-br.php
    • Vancouver

      Varón Cardona LM, Mourão MB. Efeito das principais variáveis do processo de fabricação sobre as propriedades de briquetes de misturas de carvão fóssil e carvão vegetal para uso siderúrgico [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-23052018-082753/pt-br.php

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