Madeira - Combustão

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Caracterização da combustão de madeira num fogão doméstico

Caracterização da combustão de madeira num fogão doméstico

O objectivo deste trabalho consistiu na caracterização do processo de combustão de diferentes tipos de biomassa florestal madeira de folhosas e resinosas num fogão para aquecimento domés[r]

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Desempenho de um sistema de forno-fornalha para combustão de gases na carbonização de madeira

Desempenho de um sistema de forno-fornalha para combustão de gases na carbonização de madeira

O objetivo do trabalho foi avaliar um sistema de forno-fornalha para carbonização da madeira com combustão dos gases, visando a redução da emissão de poluentes sem perdas de rendimento e qualidade do carvão produzido. Primeiramente foi realizada uma carbonização com madeira de café, para testar o funcionamento da fornalha para combustão dos gases. Observou-se que os gases são queimados com eficiência a partir da temperatura de 120 o C. Posteriormente foram realizadas mais quatro carbonizações com madeira de Eucalyptus sp., duas utilizando a fornalha para oxidar os gases e outras duas sem a combustão dos gases da carbonização, sendo que em uma delas com e sem combustão dos gases foi realizada a coleta dos gases, para posterior análise qualitativa e quantitativa, através de cromatografia gasosa. A temperatura final das carbonizações variou de 450 a 500 o C, tendo duração de
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Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e outras substâncias orgânicas na combustão de madeira para produção de carvão e em particulado atmosférico da cidade de Campo Grande /MS

Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e outras substâncias orgânicas na combustão de madeira para produção de carvão e em particulado atmosférico da cidade de Campo Grande /MS

madeira de lei produz concentrações mais elevadas dos derivados do siringol (2,6- dimetoxifenol) e, os derivados do guaiacol (2-metoxifenol) são produzidos em quantidades similares pelas duas madeiras (lei e mole) (HAWTHORNE et al., 1988, 1989). Infelizmente essas diferenças não podem ajudar nos estudos ambientais para a definição do tipo de biomassa queimada. HAWTHORNE et al.(1992) concluiu que as substâncias derivadas do siringol sofrem degradação entre a emissão (combustão da madeira) e a amostragem em centros urbanos, enquanto as substâncias derivadas do guaiacol, exceto o p-propenilguaiacol, são quimicamente estáveis. Quanto aos cresóis e fenóis são produzidos na queima de biomassa, mas podem ser encontrados nas emissões de veículos (HAMPTON, et al., 1982, 1983) e em outras fontes, possivelmente devido à oxidação de alquilbenzenos (HAWTHORNE et al., 1992).
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Consequências do uso de madeira tratada com CCA e de painéis de MDF como combustível em processos de combustão

Consequências do uso de madeira tratada com CCA e de painéis de MDF como combustível em processos de combustão

Desde a sua utilização para fins domésticos como lenha até o emprego em grandes unidades de processamento industrial para geração de energia, a madeira é um combustível consolidado há muito tempo. Embora sua aplicação tenha evoluído para o estabelecimento de novas tecnologias em sistemas de conversão e no desenvolvimento de florestas energéticas, o contexto atual da necessidade de reutilização dos resíduos urbanos e industriais introduziu um novo desafio, o de associar o aproveitamento energético desses materiais com a redução de volume destinado aos aterros. Objetivando avaliar o comportamento perante a combustão de seis tipos de materiais lignocelulósicos foram coletadas: a madeira de pinus e eucalipto não tratada, pinus e eucalipto tratado com CCA e painéis de MDF com e sem revestimento melamínico. Os tratamentos passaram por análise elementar, análise imediata, poder calorífico superior, análise termogravimétrica, análise estrutural das cinzas por microscopia eletrônica de varredura e de composição química por espectroscopia de raio X. Os resultados demonstraram que, em geral, a baixa umidade apresentada por todos os materiais se caracteriza como a principal vantagem dos resíduos em relação à manutenção da eficiência dos processos de queima. No entanto, os materiais de maior associação com elementos não lignocelulósicos apresentaram uma produção de cinzas significativamente maior em comparação com as madeiras não tratadas. Além disso, as presenças do CCA e do revestimento melamínico foram responsáveis pela alteração da composição química e morfológica desses resíduos de combustão, produzindo partículas de queima parcial contendo cromo, cobre e arsênio para as madeiras tratadas e partículas de revestimento melamínico de grande dimensão contendo cloro e titânio para o painel revestido. Em relação ao poder calorífico superior, a madeira de pinus não tratada foi o material que apresentou o melhor resultado dentre todos os testados, e o painel revestido o menor valor para esse parâmetro. As variações observadas nos parâmetros energéticos não impedem que a combustão seja considerada uma alternativa tecnologicamente viável na diminuição do volume de madeira dos resíduos sólidos. Contudo, a identificação de elementos tóxicos nos resíduos de combustão da madeira tratada demonstra a necessidade de se desenvolver práticas para mitigação dos riscos de poluição ambiental que o descarte das cinzas representa.
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Desenvolvimento e avaliação de uma fornalha metálica para combustão dos gases da carbonização da madeira

Desenvolvimento e avaliação de uma fornalha metálica para combustão dos gases da carbonização da madeira

Coelho (2013) construiu e avaliou o desempenho de uma fornalha dotada de câmara de combustão em alvenaria e chaminé em estrutura metálica, para queima dos gases da carbonização da madeira. Os resultados indicaram que a câmara de combustão mostrou-se eficiente, reduzindo em 99,8% a emissão de metano e em 74,14%, a emissão de monóxido de carbono. A queima dos gases não afetou o rendimento e as propriedades do carvão vegetal, que permaneceram dentro da faixa recomendada para uso siderúrgico. O desempenho da câmara de combustão foi considerado satisfatório, tendo em média queima contínua durante 32% do tempo total de carbonização. No entanto, foram recomendadas modificações para melhoria da câmara de combustão, para reduzir o consumo de resíduos que a alimentam, principalmente na fase inicial do processo de carbonização, quando os gases emitidos apresentam baixo poder calorífico.
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Avaliação físico-química e toxicológica de lixiviado de cinzas pesadas provenientes da combustão de madeira tratada com arseniato de cobre cromatado tipo C

Avaliação físico-química e toxicológica de lixiviado de cinzas pesadas provenientes da combustão de madeira tratada com arseniato de cobre cromatado tipo C

A citotoxicidade dos lixiviados foi avaliada nas células NIH3T3. Como pode ser observado na Figura 14, o LCPMNT não causou efeitos citotóxicos significativos nas c[r]

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Avaliação dos gases formados no processo de pirólise e pós-combustão de resíduo sólido urbano e cavaco de madeira

Avaliação dos gases formados no processo de pirólise e pós-combustão de resíduo sólido urbano e cavaco de madeira

A combustão de combustíveis sólidos de baixa qualidade e de biocombustíveis pode gerar elevadas emissões de monóxido de carbono, o que pode ser letal. No início da combustão, os poluentes liberados são dominantemente compostos de material particulado (carbono elementar e orgânico), mas sendo no final da combustão dominado pela liberação de monóxido de carbono. A combustão de combustíveis de alta qualidade, como o gás natural, butano ou propano, geralmente produz muito menos monóxido de carbono, desde que seja fornecido ar suficiente para assegurar a combustão completa. No entanto, mesmo os dispositivos que utilizam tais combustíveis podem causar uma intoxicação letal por monóxido de carbono nos operadores se não forem
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Impacto da combustão doméstica na qualidade do ar

Impacto da combustão doméstica na qualidade do ar

Inverno contribui de uma forma importante para a produção do aerossol atmosférico, devendo ser considerada nas estratégias de controlo e redução dos níveis ambientais de partículas. Ainda segundo o mesmo autor, a contribuição da queima de madeira para a concentração de matéria orgânica no aerossol é muito mais significativa no Inverno do que no Verão. De realçar ainda que a utilização de métodos para obter uma estimativa da contribuição da queima de madeira em lareiras domésticas na concentração de partículas finas, baseado em inventários ou no transporte de poluentes atmosféricos, é bastante difícil de aplicar em eventos de poluição que ocorram em determinados períodos de horas ou dias. Uma das razões para este facto é a dificuldade que existe em caracterizar o comportamento das famílias (Fine et al., 2001). Além disso, inventários de emissões em média diária mesmo sob as condições idênticas são incertos, dado que as emissões por quilograma variam entre madeira. Incertezas adicionais surgem a partir de um conhecimento incompleto da quantidade de madeira queimada e do tipo de aparelho utilizado na queima de madeira. No entanto existem alguns métodos que utilizam balanços químicos para calcular a melhor correlação linear das espécies químicas das principais fontes de emissões de partículas em determinada área geográfica.
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Análise e modelação da combustão em fornalha de biomassa

Análise e modelação da combustão em fornalha de biomassa

A tabela 5.1 apresenta a fração mássica dos gases libertados nas diferentes secções da grelha. É de referir que a composição dos produtos da pirólise resultante do modelo empírico apresentado tem como base uma temperatura de 800 °C. Este valor da temperatura teve como base o trabalho apresentado por Jenny Larfeldt et al. [41]. Este autor realizou experiência numa fornalha cilíndrica à escala laboratorial usando pedaços de madeira com teores de humidade variadas. Durante as experiências, as temperaturas do leito foram medidos em várias posições acima da grelha e os resultados mostraram que a temperatura da superfície medida é mantida a aproximadamente 800 °C. Porém, e porque na primeira secção existe uma grande quantidade de vapor de água, decidiu-se que a temperatura deveria ser mais baixa e por isso uma boa aproximação da realidade seria a utilização de 500 °C.
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Características da cinza da combustão de diferentes tipos de biomassa

Características da cinza da combustão de diferentes tipos de biomassa

O teor de humidade das espécies de biomassa varia entre 3-63%, está armazenada nos espaços entre as paredes das células mortas e consiste numa solução aquosa mineralizada que contém catiões, aniões ou espécies não-carregadas. Quando este tipo de combustível é sujeito a um processo de secagem, a humidade diminui até aos valores da humidade relativa do ar (aproximadamente 20 %). O conteúdo em humidade é muito variável, não só entre diferentes espécies de biomassa, mas também entre as diferentes partes de uma mesma espécie, sendo que é menor no tronco e aumenta junto à zona da raiz. Esta propriedade influencia o comportamento da biomassa durante a combustão, havendo diminuição da temperatura com o aumento do teor de humidade. Os valores de humidade das espécies de madeira (biomassa) podem variar entre 41,27 a 70,20 % (Ayhan 2005; Vassilev et al. 2010).
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4 Combustão

4 Combustão

11 bastante improvável que, na região onde ocorre a combustão, haja um equilíbrio perfeito na disponibilidade de combustível e comburente de forma que a combustão seja completa continuamente. O desequilíbrio dessas proporções e a presença de outras impurezas na combustão faz com que inúmeras variações das reações de combustão possam ocorrer. Nesse cenário, um processo importante é chamado de pirólise. Imagine que um pedaço de madeira esteja em processo de combustão. É fácil de imaginar que haja uma porção significativa desse material que está submetida à alta temperatura, mas não está na presença de oxigênio para ocorrer combustão. Nesse caso, o material orgânico, rico em carbono, hidrogênio, oxigênio e outros elementos, passa a se decompor, formando novos elementos como hidrogênio gasoso, metano, monóxido de carbono, enquanto a massa orgânica sofre um processo de carbonização. Em outras palavras, a pirólise é a decomposição do material orgânico devido a efeitos térmicos. Interessante notar que formas de pirólise estão presentes em diversos processos de cozinha, como a caramelização, fritura, tostamento, assadura etc.
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Caraterísticas da cinza de combustão de biomassa em leito fluidizado

Caraterísticas da cinza de combustão de biomassa em leito fluidizado

As CF são, maioritariamente, compostas por partículas de areia de quartzo provenientes do leito original e também, em quantidade reduzida, por compostos inorgânicos oriundos do combustível. Podendo ainda ser constituídas por uma fração pequena de inqueimados, resultantes de combustão incompleta (Lind et al., 2000). A monitorização e substituição destas cinzas devem ser feitas periodicamente, de forma a assegurar a renovação do leito (manter altura do leito e distribuição do tamanho de partículas igual ao inicial) e evitar problemas de aglomeração e desfluidização do leito (Modolo et. al., 2013). As cinzas volantes são o resultado da volatilização de partículas, da formação de cinza residual e da fragmentação do material do leito. São compostas, predominantemente, por material inorgânico e por uma fração menor de material orgânico (inqueimados). A proporção destes diferentes materiais, depende dos parâmetros e condições de combustão, bem como do tipo de biomassa (Girón et al., 2012). As diferentes partículas são de tamanho muito reduzido e são encaminhadas para o exterior pelo gás de exaustão. Pelo que se requer equipamentos de despoeiramento, a jusante, de forma a emissão de partículas para a atmosfera ser a mais reduzida possível.
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Síntese de ZnAl2O4: Yb:Er por reação de combustão.

Síntese de ZnAl2O4: Yb:Er por reação de combustão.

A Fig. 1 mostra a variação da temperatura e do tempo da chama de combustão em função da proporção de íons Yb:Er na matriz ZnAl 2 O 4 . De uma forma geral podemos observar que há uma tendência ao aumento da temperatura de chama e uma diminuição do tempo de chama de combustão à medida que aumenta a proporção de Yb mantendo Er constante na matriz. Estes parâmetros são importantes, pois ambos influenciam diretamente nas características finais dos pós obtidos. Porém estes parâmetros dependem da característica intrínseca de cada sistema [5] e podem ser otimizados por meio de variações nas condições da síntese, tais como tipo de recipiente, tipo de precursor e forma de aquecimento utilizado para as reações [8].
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Cogeração de energia com motores de combustão interna

Cogeração de energia com motores de combustão interna

Os motores alternativos têm componentes rotativos e estáticos. O elemento principal de um motor de combustão interna é seu conjunto de pistões, unidos mediante mecanismo de biela e manivela ao sistema exterior de transmissão do trabalho mecânico por meio de um eixo. Os pistões se deslocam em seu movimento alternado associados às camisas do pistão entre o ponto mais elevado alcançado pela superfície do pistão, o ponto morto superior (PMS) e o ponto mais baixo, o ponto morto inferior (PMI) (TUNA, 2011). Um motor alternativo está ilustrado na figura 22:
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Estudo da combustão do óleo pirolítico de pneus

Estudo da combustão do óleo pirolítico de pneus

O incremento nas emissões de CO para o ângulo de pás de 50 graus (segundo ponto) com razões de equivalência de 0,68 e 0,63 pode ter sido causado pela mudança do ângulo das pás do swirler, o qual gerou instabilidade na chama e zonas de combustão rica que promoveram uma combustão incompleta e a formação de CO. Para razões de equivalência menores (0,56 e 0,50), sendo maior a vazão do ar de combustão respeito às duas razões de equivalência anteriores (0,68 e 0,63), o incremento não foi significativo, mas apresentou uma tendência decrescente. Bizzo (1997) apresentou um comportamento similar ao observado neste trabalho nas emissões de CO ao queimar uma mistura de GLP e tolueno em diferentes concentrações volumétricas, no qual observou que o aumento do número de swirl acrescentou as emissões de CO para valores de excesso de ar de 19% e diminuiu para maiores valores de excesso de ar (42%) atribuindo este comportamento ao incremento da região de mistura dentro da câmara de combustão.
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Implementação de standards na secção de câmaras de combustão

Implementação de standards na secção de câmaras de combustão

Desta forma, durante o meu estágio foram abordados 3 grandes temas: o acompanhamento do projecto TPM (Total Productive Maintenance ou Manutenção Preventiva Total) numa das linhas da secção e a implementação na parte restante da mesma, o estabelecimento de standards nas Câmaras de Combustão e a implementação do trabalho normalizado. Embora à partida se tratem de temas distintos, acabam por ter muitos pontos em comum, havendo muitas acções que não se consegue definir as fronteiras sobre a que tema se refere. O projecto de TPM – Modelo Bosch, visa sobretudo, aumentar a disponibilidade e fiabilidade dos equipamentos para que se possa operar com maior eficiência, qualidade e da forma mais normalizada possível. O estabelecimento de standards nas CC visa sobretudo aumentar a qualidade dos nossos produtos dotando ao mesmo tempo o processo de procedimentos normalizados e sistemáticos para redução da variabilidade associada ao processo. O projecto de implementação de trabalho normalizado assenta num destes aspectos: a definição de procedimentos normalizados e sua execução sistemática de forma a reduzir a variabilidade de todo processo, e logo, a sua instabilidade
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Lixiviação de biomassa e seu efeito nos produtos de combustão

Lixiviação de biomassa e seu efeito nos produtos de combustão

Os biocombustíveis sólidos, como a biomassa florestal, tem recebido uma particular atenção porque são uma forma de energia renovável com baixos teores de cinzas e enxofre (menos 90 %), resultando numa menor emissão de SO 2 quando comparado com os combustíveis fósseis, como o carvão. Estes podem contribuir significativamente para a redução das emissões de GEE e para o aumento da independência energética dos países (Demirbas, 2001; Arvelakis et al., 2002). Uma grande vantagem deste recurso renovável prende-se com o facto de ser considerado como um processo de conversão neutro em CO 2 . Isto é, o CO 2 que é libertado durante o processo de combustão da biomassa é absorvido pelas plantas, através da fotossíntese, durante o seu crescimento, resultando num balanço global neutro em carbono (Demirbas, 2001; Mckendry, 2002; Vassilev et al., 2010).
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Características da cinza de combustão de biomassa em leito fluidizado

Características da cinza de combustão de biomassa em leito fluidizado

No global das análises efetuadas aos eluatos obtidos, a abundância dos elementos removidos varia da seguinte forma, em ordem decrescente, Ca> K> Na> Cl> Mg. Este acontecimento era espectável de acontecer, visto serem estes os elementos mais solúveis presentes nas cinzas de combustão de biomassa em água (Valmari et al., 1998). Os resultados obtidos revelam uma remoção de cálcio relativamente elevada quando comparada com os restantes elementos, o que se deve ao facto de a biomassa possuir naturalmente um elevado teor de cálcio (Haykiri-Acma et al., 2011, Steenari et al., 1999). Por outro lado, os valores registados para o cálcio vêm de encontro com os valores elevados de pH registados, pois o cálcio é considerado como um dos elementos responsáveis pela alcalinidade dos lixiviados de cinzas (Haykiri-Acma et al., 2011).
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OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS DE COMBUSTÃO DE CALDEIRAS A GÁS

OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS DE COMBUSTÃO DE CALDEIRAS A GÁS

Este estudo consiste na avaliação e otimização dos processos de combustão e dos queimadores de caldeiras a gás, visando melhorar a mistura dos reagentes na entrada da câmara e diminuir as emissões de poluentes para a atmosfera através dos modelos numéricos fornecidos com o pacote comercial FLUENT 6.1.

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Análise energética a uma unidade industrial de combustão de biomassa

Análise energética a uma unidade industrial de combustão de biomassa

A alimentação de ar divide-se em três estágios: o primário, o secundário e o terciário. O sistema de alimentação de ar é constituído por dois ventiladores, um para o ar primário e o outro para o ar secundário e terciário. Todo o ar extraído da atmosfera por ambos os ventiladores passa pelos pré-aquecedores de ar localizados no economizador de modo a aproveitar a energia térmica proveniente dos gases de exaustão para pré-aquecer o ar até uma temperatura aproximada de 140 a 160°C. O ar primário é introduzido no distribuidor na base do leito como ar principal para a fluidização do mesmo, enquanto o ar secundário e terciário são introduzidos na zona do freeboard de forma a promover uma combustão completa de espécies reduzidas provenientes do primeiro estágio (p.e., CO, CH 4 ). Este estagiamento do ar de combustão é utilizado para promover uma região
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