Planta de Produção de Briquetes de Carvão Verde (PCV-60 ... · Na área de trabalho só poderão...

Planta de Produção de Briquetes de Carvão Verde (PCV-60)

Cliente: Prefeitura de Conceição de Macabu - RJ Projeto: Implantação da planta de produção de briquetes de carvão verde (PCV-60). Fornecedor: Bioware

DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA

1

Conteúdo

1- Avisos de Segurança ............................. .............. 2

2- Descrição do Sistema ............................ .............. 3

2.1. Objetivos da Planta PCV-60......................... 3

2.2. Pré-tratamento do capim elefante ................ 3

2.3. Descritivo geral da Planta PCV-60............... 4

3- Especificações técnicas ......................... ............. 7

3.1. Silo de alimentação...................................... 7

3.2. Forno de carbonização................................. 8

3.3. Câmara de combustão ............................... 10

3.4. Gaseificador ............................................... 10

3.5. Ciclone ....................................................... 11

3.6. Sistema de recuperação de Bio-óleo ......... 12

3.7. Reservatório dos líquidos da pirólise.......... 14

3.8. Briquetadeira.............................................. 14

3.9. Painel elétrico e controle de temperatura... 16

4 - Ligando o sistema.............................. ............... 18

4.1 Sistema de carbonização ........................... 18

4.2 Briquetagem............................................... 20

5 - Procedimento de manutenção ..................... .... 20


2

1- Avisos de Segurança Segurança pessoal

� Leia e entenda as instruções antes de operar a planta de produção de briquetes.

� Sempre use proteção de segurança aprovada para ouvidos, olhos, cabeça e respiração.

� Recomenda-se o uso de botas de segurança com bicos de aço.

� Nunca use roupa de material inflamável, pois pode haver faíscas em certas situações.

� Saiba como parar o funcionamento da planta em caso de emergência.

Segurança da planta

� Não deixe a planta sem supervisão enquanto estiver funcionando.

� Não opere a planta se houver vazamento de gás (fumaça). Resolva o vazamento primeiro.

� Nunca opere a planta com um material para o qual não foi ajustada.

� Na área de trabalho só poderão permanecer os operários devidamente treinados.

� Evite o contato com partes quentes da planta.

Aviso! O não comprometimento com estas normas de

segurança pode causar danos corporais e materiais sérios!


3

2- Descrição do Sistema

2.1. Objetivos da Planta PCV-60

A Planta de Produção de Briquetes de Carvão Verde (PCV-

60) foi projetada para uma produção nominal de 60 kg/h de

carvão, usando como matéria-prima capim elefante. A

máquina de briquetes pode produzir ate 250 kg/h

Nota: Esta planta também pode operar utilizando outras biomassas vegetais desde

que previamente ajustada pelo serviço técnico da Bioware Ltda. e a matéria-prima

acondicionada de acordo com as especificações técnicas.

2.2. Pré-tratamento do capim elefante

O Capim Elefante para ser processamento na planta PCV-

60 primeiramente deve ser pré-tratado até possuir umidade

de 12% e tamanho de partícula entre 1 e 5 mm. Para

alcançar estas características podem ser usados os

seguintes equipamentos:

1- Secador de tambor

2- Moinho de martelo com peneira classificadora

A secagem também pode ser realizada deixando o capim

exposto ao sol durante várias horas até atingir a umidade

requerida.

Aviso! O uso do capim fora das especificações de umidade

e tamanho de partícula pode causar irregularidade no

funcionamento do equipamento e danificação do sistema

mecânico do mesmo.


4

2.3. Descritivo geral da Planta PCV-60

A Figura 1 mostra um esquema geral da planta PCV-60.

Uma vez pré-tratado o Capim Elefante pode ser

armazenado em sacos de 10 kg para posteriormente ser

alimentado de forma manual no silo dosador (1) o qual

alimenta o Capim de forma controlada no forno de

carbonização (2). Este forno está isolado termicamente com

cimento refratário e lã de rocha e no seu interior está dotado

de três dutos com roscas transportadoras, no primeiro duto

ocorre a secagem do material e no segundo e terceiro dutos

ocorrem a carbonização.

O calor necessário para iniciar o processo de carbonização

é gerado numa câmara de combustão (3) a qual foi

projetada para queimar o gás combustível gerado num

gaseificador (4) com auxílio de uma chama piloto de GLP. O

ar necessário para a operação do gaseificador é injetado por

um ventilador (5) o qual possui um rotâmetro para controlar

o fluxo de ar.

Quando o reator atinge a temperatura adequada o processo

é mantido pelo calor liberado durante a combustão dos

gases do próprio processo de pirólise com uma chama piloto

de GLP.

Os gases gerados na câmara de combustão (3) trocam calor

com os dutos do forno de carbonização e são evacuados

para a atmosfera através da chaminé.

DE

SE

NV

OLV

IME

NT

O D

E T

EC

NO

LOG

IAS

DE

E

NE

RG

IA E

ME

IO A

MB

IEN

TE

LTD

A

5

F i g u r a 1 . E s q u e m a G e r a l d a P l a n t a P C V - 6 0


6

O carvão produzido dentro do forno é descarregado num

tambor de 200 litros (7) o qual possui um sistema de

acoplamento com o forno para facilitar a carga e descarga

do material armazenado.

Os vapores produzidos no forno de carbonização são

evacuados através de um duto (7) o qual está conectado a

um ciclone (8) que tem a função de separar as partículas

mais finas que eventualmente podem ser arrastadas pelos

gases. Estas partículas mais finas (finos de carvão) são

armazenadas em outro tambor (9) similar ao tambor (7).

Uma vez que os vapores do processo passam pelo ciclone

(8) entram no sistema de recuperação (10) onde a fração

condensável é separada em bio-óleo e extrato ácido, o qual

é armazenado num tanque (11), e os gases que não são

condensados são recirculados para a câmara de combustão

para gerar calor como explicado anteriormente.

O carvão produzido é armazenado em tambores e

posteriormente transportado manualmente até a área de

briquetagem. A briquetagem é a etapa final do processo, na

qual são produzidos os briquetes. A figura 2 mostra um

esquema geral do processo de briquetagem, o qual possui

um silo dosador (12) onde é alimentado o carvão

manualmente, este silo transporta o carvão até um

misturador de parafuso (13) o qual tem a função formar a

mistura de carvão com o ligante que está armazenado num

tambor (14) de 200 litros e que é injetada através uma

bomba. A tubulação possui uma válvula de regulagem para

dosar a quantidade de ligante na mistura com o carvão.


7

Finalmente a mistura de carvão e ligante é alimentada na

briquetadeira (15), na qual é compactado o carvão e

produzido o briquete.

3- Especificações técnicas A seguir são detalhadas as especificações técnicas dos

equipamentos que constituem a fábrica de briquete de

carvão.

3.1. Silo de alimentação

Projetado para armazenar 100 kg de biomassa (ver fig. 3). Características do silo.

F i g u r a 2 . E s q u e m a G e r a l d a á r e a d e b r i q u e t a g e m


8

� Confeccionado em chapas de Aço Carbono.

� Agitador de biomassa vertical.

� Acabamento: Tinta preta fosca.

Acionamento do agitador

� Motor WEG de 2,0 CV, com polia de 100 mm tipo B

de um canal.

� Redutor CESTARI, com polia de 75 mm tipo B de um

canal.

Figura 3. Foto ilustrativa mostrando silo, forno, câmara de

combustão e gaseificador.

3.2. Forno de carbonização

Projetado para processar até 60 kg/h de biomassa seca (12

% de umidade) de forma contínua (ver fig. 3).


9

Características do forno

� Construído em chapas e perfis de Aço Carbono.

� Isolamento térmico de 100 mm.

� Altura do reator: 1310 mm.

� Comprimento do reator: 3000 mm.

� Largura do reator: 600 mm.

� Número de roscas: 3.

� Acabamento: Tinta preta fosca.

Roscas transportadoras

� Diâmetro: 150 mm.

� Construída em Aço Inox.

Acionamentos das roscas


de um canal.


de um canal.

� Dois redutores CESTARI, com polia de 75 mm tipo B

de um canal.

� Transmissão de rosca 2 para 3 por corrente.


10

3.3. Câmara de combustão

Veja Figura 3


� Altura: 1200 mm.

� Material de construção: Aço carbono.

� Isolamento refratário: 100 mm.

� Entrada de ar.

� Entrada de gás de pirólise.

� Queimador de GLP.

� Temperatura de operação: 600 ºC.

3.4. Gaseificador

Este equipamento substitui o gás GLP na partida do reator

(ver fig. 3).

� Combustível: cavaco.



� Material de construção: Aço carbono.

� Isolamento refratário: 100 mm.

� Entradas de ar: 4.

� Soprador 0,5 CV.

Características do gás de gaseificação:

� Temperatura: 700 ºC.

� Poder calorífico: 2.300 kcal/m³


11

3.5. Ciclone

Este equipamento separa as partículas de carvão que são

arrastadas pelos gases da pirólise, evitando a contaminação

dos produtos líquidos (ver figura 4).

Características do ciclone



� Construído em Aço Inox.

Figura 4. Foto ilustrativa do ciclone


12

3.6. Sistema de recuperação de Bio-óleo

Composto por dois estágios (ver figura 5):

1. O primeiro estágio realiza a lavagem dos gases por

contato direto das fases (scruber) que separa o

extrato ácido.

2. O segundo é um separador centrífugo onde o bio-

óleo mais denso é separado.

Figura 5. Sistema de recuperação de Bio-óleo

1. Lavador de gases

� Construído em chapas e perfis de aço carbono SAE-


13

1020 com pulverizadores de água na parte interna

do corpo.

� Altura da parte cilíndrica 3.000 mm.


� Bomba elétrica trifásica, 1,0 CV.

� Acabamento: tinta de alumínio alta temperatura.

Característica técnicas

� Velocidade de sucção máxima no corpo: 0,35 m/s.

� Velocidade de sucção mínima no corpo: 0,14 m/s.

� Consumo de operação máximo: 0,5 BHP.

� Rotação de trabalho: 2.775 RPM para 250 m3/h.



2. Separador centrífugo

� Construído em chapas de aço inox-304, com saídas

para ar e vapor de água.

� Altura: 0,3 metros.

� Diâmetro: 0,7 metros.

� Diâmetro do rotor centrífugo: 0,43 metros.

� Motor elétrico trifásico WEB: 1,0 CV, II polos,

220/380 V.

� Acabamento: tinta alumínio alta temperatura.

Característica técnicas

� Vazão máxima: 250 m3/h.


14

� Vazão media: 200 m3/h.

� Vazão mínima: 150 m3/h.

� Pressão estática: 150 mmCA.

� Temperatura: 230 ºC.

3.7. Reservatório dos líquidos da pirólise

� Confeccionado em chapas de Aço Carbono.



� Acabamento: tinta preta fosca.

3.8. Briquetadeira

Tem capacidade para produzir 250 kg/h de briquetes,

usando como matéria-prima o carvão proveniente do reator.

Figura 6. Figura ilustrativa da briquetadeira.


15

Características da briquetadeira

� Prensa com capacidade de 250 kg/h, motor 10 CV

1750 RPM.

� Misturador, motor de 3,0 CV 1750 RPM.

� Silo, motor 3,0 CV 1750 RPM.

� Bomba 0,5 CV.

� Acabamento: tinta verde fosco

Característica do briquete (250 kg/m3)

� Diâmetro do briquete: 70 mm

� Furo central: 20 mm

� Largura: 300 mm


16

3.9. Painel elétrico e controle de temperatura

Na figura 7 é mostrada uma foto do painel elétrico da fábrica

de carvão. A seguir se relacionam os equipamentos

acionados por este painel: 1. Motor do silo de alimentação

2. Bomba de recirculação

3. Motor recuperador de bio-óleo

4. Soprador

5. Motor rosca 1

6. Motor roscas 2 e 3

Figura 7. Painel elétrico da fábrica de carvão

Aviso! Em caso de emergência desligue o disjuntor A (figura 7)

1 2 3 4

5 6

A


17

A temperatura é monitorada em diferentes pontos da fábrica

de carvão. Na figura 8 é mostrada uma foto do painel. As

temperaturas monitoradas são:

1. Temperatura da câmera de combustão.

2. Temperatura entre a rosca 1 e 2.

3. Temperatura entre a rosca 2 e 3.

4. Temperatura na saída da rosca 3.

5. Temperatura no estagio 1 do forno.

6. Temperatura no estagio 2 do forno.

Figura 8. Painel controlador de temperatura

T1 T4

T2 T5

T3 T6


18

4 - Ligando o sistema A seguir são numerados os passos principais para a

operação da PCV-60.

4.1 Sistema de carbonização

1. A biomassa seca é alimentada de forma manual no silo

de alimentação.

2. Ligar as roscas 2 e 3 (Variador de frequência 6).

3. Ligar a rosca 1 (sempre com menor velocidade que as

roscas 2 e 3) (Variador de frequência 5).

4. O gaseificador é alimentado com cavacos de madeira.

5. O cavaco dentro do gaseificador é aceso com ajuda de

um acendedor.

6. Colocar a tampa do gaseificador.

7. Ligar o soprador para injetar ar dentro do gaseificador

(Disjuntor 4).

8. O fluxo de ar é ajustado para 16 m3/h (Rotâmetro)

9. O queimador de GLP é ligado na câmara de combustão.

10. O gás produzido no gaseificador é injetado na câmara

de combustão.

11. O gás de gaseificação é queimado dentro da câmara de

combustão aumentando a temperatura dentro da mesma

até 700 ºC.

12. O reator é aquecido.

13. Quando se atinge a temperatura de aproximadamente

400 ºC dentro do reator liga-se o agitador do silo de


19

alimentação (Disjuntor 1).

14. Ligar a bomba do sistema de recuperação de bio-óleo

(Disjuntor 2).

15. Ligar o sistema centrífugo de recuperação de bio-óleo

(Disjuntor 3).

16. Nesse instante, os vapores (GP), produtos da pirólise,

são injetados na câmara de combustão e queimados

juntos aos gases do gaseificador.

17. O reator é operado até atingir regime estacionário de

trabalho.

18. Os produtos são retirados de forma intermitentes e

armazenados em recipientes adequados.

Passos para desligar o sistema

1. Desligar o agitador do silo de alimentação de

biomassa (Disjuntor 1).

2. Desligar o soprador, eliminando assim a entrada de

ar no gaseificador (Disjuntor 4).

3. Aguardar até a temperatura diminuir entre 200 e

150ºC e os produtos da pirólise se evacuarem.

4. Desligar as roscas 1, 2 e 3 (Variador de frequência

5 e 6).

5. Desligar o sistema centrífugo de recuperação

(Disjuntor 3).

6. Desligar a bomba do sistema de recuperação

(Disjuntor 2).

7. Desligar o disjuntor geral (A).


20

4.2 Briquetagem

1. No painel de controle acione o silo dosador, o

misturador e a briquetadeira

2. Alimente o carvão no silo dosador

3. Em seguida acione no painel a bomba injetora do

ligante,

4. Abra a válvula do ligante e regule até obter a mistura

adequada com o carvão

5. Quando comece a se formar o briquete com a

consistência adequada, fixe a posição da válvula e

comece a corta os briquetes na medida estabelecida.

6. Armazene os briquetes e posteriormente os deixe

secando ao sol até alcançarem a resistência

adequada.

5 - Procedimento de manutenção Para conservar os equipamentos e evitar futuros problemas

deverão ser tomados alguns cuidados. As recomendações

para manutenção adequada são as seguintes:

1. A manutenção dos motores (lubrificação, desmontagem

e montagem) deve seguir o procedimento indicado pelo

fabricante, ver anexo A.

2. A manutenção dos redutores deve seguir o

procedimento indicado pelo fabricante, ver anexo B.

3. Verificar a fixação dos parafusos de todos os flanges

assim como os do forno. Em caso de vazamento de gás

(aparição de fumaça) trocar junta de vedação.


21

4. Lubrificação de Mancais/Rolamentos: Deve ser usada

graxa de boa qualidade isenta de agentes químicos e

mecânicos para lubrificar os rolamentos. Para se obter

um bom resultado utilize a mesma graxa para

relubrificação.

4.1. Não recomendamos a mistura de lubrificantes

diferentes. Se for necessário trocar para outra

marca, antes limpe bem os mancais e

rolamentos.

4.2. A troca de graxa depende do número de horas

de operação, das condições de temperatura e

do meio ambiente, podendo variar de três

meses a um ano.

4.3. O intervalo de lubrificação levando em

consideração o ambiente e temperatura deve

ser de no máximo uma semana.

4.4. Quando for adicionada graxa, evite a entrada

de qualquer impureza no mancal.

4.5. Importante: nunca lubrificar os mancais em

excesso.

4.6. Quando realizada parada da PCV-60 por

longos intervalos de tempo, verificar o acúmulo

de carvão e bio-óleo em ciclones, tubos de

conexões e sistema de recuperação de bio-

óleo.


22

Anotações


23

Anotações


24

Contato da empresa

Rua Alcides Rossini Duarte da Conceição, no 76, Cidade Universitária – Barão Geraldo Campinas – SP CEP 13083-970 Caixa Postal 6086 Telefone: 55 (19) 9799-1464 [email protected], [email protected] Home-page: http://www.bioware.com.br

Planta de Produção de Briquetes de Carvão Verde (PCV-60 ... · Na área de trabalho só poderão...

Documents

Transcript of Planta de Produção de Briquetes de Carvão Verde (PCV-60 ... · Na área de trabalho só poderão...