III CONGRESSO BRASILEIRO

DE CARVÃO MINERAL

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Agosto - 2011

VIABILIDADE TÉCNICA DE COMBUSTÃO EM LEITO FLUIDIZADO DE CARVÃO

MINERAL RESIDUAL PROVENIENTE DE LAVADORES DE CARVÃO TIPO JIGLE

Leandro D. Zen

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Objetivos

-Este trabalho apresenta os principais resultados obtidos em testes de combustão de carvão mineral, subproduto das operações de jigagem da CRM - Mina do Leão, Área São Vicente Norte -, efetuados em uma unidade de demonstração de geração termoelétrica (caldeira Multicomb –CIENTEC/CGTEE) e em planta piloto do laboratório de combustão da CIENTEC.

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Caracterização

• Do processo de jigagem resultam, atualmente, os carvões abaixo caracterizados:

– -CE4200 (até 42% cz); tipo CE5200 (até 30% cz) e rejeitos.

• Do circuito de finos resultam os resíduos abaixo:

Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3

PCSBS (kcal/kg) 5200 4200 nd

Cinzas < 30 % < 45 % > 70 %

H2O 22% 23% 25%

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Caracterização

• A análise do carvão utilizado nos testes pode ser observada abaixo:

• - teor de umidade total (Ut): 22,00%

• - teor de cinzas (Cz): 28,00%

• - massa específica: 1080 kg/m3

• - teor de matéria volátil (MV): 26,00%

• - teor de enxofre total (St): < 1%

• - poder calorífico superior (PCSBS): 5200 Kcal/kg

• análise granulométrica:

• -retido em 3,0 mm: 0,00%

• - retido em 1,0 mm: 35,00%

• - retido em 0,5 mm: 50%

• - passante em 0,25%: 15%

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REJEITO TIPO 1

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Caracterização

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Caracterização

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Caracterização

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Planta piloto

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Planta de demonstração

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Planta de demonstração

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Planta de demonstração

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Tela de controle

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Tela de controle

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Tela de controle

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Tela de controle

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Resultados

• Parâmetros fluidodinâmicos e granulometrias utilizadas Vmfareia = 0,8 m/s

VMop = 2,5 m/s

• Para os testes foram utilizadas as granulometrias abaixo indicadas:

• -carvão mineral: entre 0,01 mm e 3 mm

• -areia: entre 0,5 mm e 1,5mm

• Carbono residual nas cinzas

• - planta piloto: média ~1,2 %

• - planta de demonstração: mínimo: 1,9%; máximo: 3,2%

• Eficiência de transformação energética, 98 % para a unidade de demonstração e 99% para a planta piloto. (baseada no teor de carbono nas cinzas)

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Conclusões

• 1- O processo de combustão em leito fluidizado é adequado para promover a combustão de carvão residual proveniente do processo de jigagem;

• 2- Para obtenção de condições operacionais ideais não há necessidade de nenhuma operação adicional;

• 3- A umidade elevada do carvão não é impeditiva para a uma adequada combustão, pelo contrário aumenta o rendimento do gerador de vapor ao diminuir a necessidade de ar em excesso para manter a temperatura operacional;

• 4- É uma alternativa interessante para implantação de PCTs junto as unidades de beneficiamento de carvão;

• 5- A temperatura operacional, em torno de 850º C, é adequada para a obtenção de características amorfas as cinzas;