Projeto Container de Carbonização
Rima Industrial S/A
www.rima.com.br
Ricardo Antônio Vicintin
José Urbano Alves
Adriana d...
• Fundada em 1987;
• 2º Maior produtor mundial de CaSi;
• 4º Maior produtor mundial de Si metálico;
• Maior produtor de fe...
Cidades onde a Rima atua
Tecnologia Tradicional de Carbonização
Fornos Rabo Quente
• Transição da era da pedra lascada para era do bronze
• Process...
Forno de Alvenaria “Rabo Quente”
70% do carvão do Brasil
Fornos de Alvenaria Rima
Projeto Rima de Carbonização
Forno Container
Tecnologia:
- Pirólise acelerada por exaustão;
- Forno metálico móvel;
- Meca...
Ciclo Contínuo Unidade Piloto
Carbonização
(6 horas)
Carregamento
(2 horas)
Secagem
(2 horas)
Descarregamento (30 minutos)...
Produção de Carvão Vegetal
Forno Container - Piloto
34
2
1
Projeto RIMA Piloto
Carregamento de lenha
Carbonização/Secagem Piloto
Resfriamento
(piloto)
Descarregamento
do carvão (piloto)
Queima do gás da carbonização
RG CV.(st/mdc) carvão (kg) Carvão (mdc) Tempo Tiço (kg)*
25% 1,9 300 2,5 4,5 77
26% 1,7 350 2,8 5,1 55
28% 1,6 400 3,0 5,6...
Estatística de 30 corridas (lenha com 13% de umidade)
Testes Container Média Testes Média
Produção de tiço (kg) 40 Produti...
Processo de Carbonização
Gases para o Processo de
Secagem
Plataforma de pesagem
Exaustor
Fornalha
Célula de carga
Termopar...
BALANÇO DE MASSA / ENERGIA %(BS) %(BU) Massa PCI kcal/kg Energia (kcal)
Rendimento Gravimétrico 32% 26% 256
Alcatrão insol...
Balanço Energético do Processo
(Kcal/kg lenha)
Estágios Demanda Oferta
Secagem 257 18
Torrefação 98 261
Carbonização 138 1...
Secagem
620 kcal/kg de água
livre
850 kcal/kg de água
ligada
Energia total para secagem: 1500 kcal/kg de umidade
Energia total para secagem de 1ton de lenha com 20% de
umidade : 300.0...
Produção de Carvão Vegetal
Forno Container – Projeto Industrial
• Fornos de 20m3
• Lenha de 2,5m
• Secagem/Torrefação e Pr...
Resfriamento Carbonização Queima Secagem Carregamento de lenha
Descarregamento de Carvão
Produção de Carvão Vegetal
Forno ...
Resfriamento Carbonização Queima Secagem/pré secagem Carregamento de lenha
Descarregamento de Carvão
Produção de Carvão Ve...
Processo de Pré-secagem da lenha (em implantação)
Grelha
Parede de Alvenaria
Fluxo de Gases do
Processo de Secagem
Umidade...
Processo de Secagem da lenha Pré-Seca
Gases da Fornalha
Umidade e voláteis
Fornalha
Grelha
Processo de pré-secagem
Process...
Processo de Resfriamento do Carvão
(projeto/avaliação econômica)
Gases da Combustão
quente
Gases da Combustão
Frio
Exaustor
Capacidade Produtiva Teórica
Unidade Industrial
Variáveis:
%H2O, kg/st, %RG, %FU, No Containers:
Fornos ton/st %H2O lenha ...
Capacidade Produtiva Teórica
Unidade Industrial
Variáveis:
%H2O, kg/st, %RG, %FU, No Containers:
Meta Rima:
Fornos ton/st ...
Unidade de Produção de Carvão e
Co-geração
1000ton/mês (em torno de 4000m3/mês):
5 fornos x 3,5 corridas/dia x 8ton de len...
Geração Horária de Energia em 5 Fornos
Geração Horária de Energia em 10 fornos
Geração de Créditos de Carbono
Metano ~ 5%
Fonte: Seminário: Prática, Logística, Gerenciamento e Estratégias para o Sucess...
Geração de Créditos de Carbono
= 250 kg de GNC
= 10 a 15kg de CH4
= 330kg de carvão 12 kg
CH4
(1ton de carvão gera 35 a 55...
Planta de 1000ton/mês
Container de 20m3 20
Tempo de carbonização 6 a 8 horas
Produção de carvão 1000ton/mês
Geração de Ene...
Investimento 1 UPC 1000 ton/mês Valor Quantidade Custo
Container de 20m3 80000 24 1920000
Suporte para carregamento 3000 2...
Tecnologias de carbonização visitadas
Europa 2008
Parâmetros Outras tecnologias Forno Container
Capacidade (ton/ano) 1000 ...
Parâmetros Outras tecnologias Forno Container
Movimentação do carvão Baixa a alta Baixa
Automação Baixa a alta Alta
Aprove...
Parâmetros Comparativos Preliminares
Parâmetros Alvenaria Container
Produção Mensal 1.000,00 1.000,00 Ton/Mês
Rendimento G...
Carvão Container- Piloto (produção de 3 dias)
Carvão de Terceiros
Carbonização do Capim Cameroon
Carvão de Capim
Carbonização de Lenha Cortada
23%
umidade
Carvão de Lenha Cortada
(200 mm )
Testes 1 2 3
Rendimento Gravimétrico 36% 34% 36%
Conversão Volumétrica 1,5 1,6 1,6
Tempo de carbonização 5 horas 5,8 horas...
Projeto Rima - Vantagens
1. Elevada produtividade
2. Elevado rendimento gravimétrico
3. Redução das perdas de produto (ger...
Projeto Rima - Vantagens
8. Mecanização do descarregamento
9. Otimização do controle
10. Automação do processo
11. Elevada...
Projetos de Pesquisa e Otimização
I. Secagem e pré-secagem
II. Resfriamento com trocador de
calor/convecção
III. Controle ...
Pedidos de Patentes em Análise
INPI
1ª Patente solicitada: Outubro/2001
• 10 novos pedidos de patente complementares
proto...
OBRIGADO!
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Projeto Container de Carbonização Rima Industrial S/A

675 visualizações

Publicada em

Projeto apresentado por Ricardo Antônio Vicintin, José Urbano Alves, Adriana de Oliveira Vilela e Flávio Lúcio Eulálio de Souza

Publicada em: Engenharia
0 comentários
2 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
675
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
10
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
6
Comentários
0
Gostaram
2
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Projeto Container de Carbonização Rima Industrial S/A

  1. 1. Projeto Container de Carbonização Rima Industrial S/A www.rima.com.br Ricardo Antônio Vicintin José Urbano Alves Adriana de Oliveira Vilela Flávio Lúcio Eulálio de Souza Belo Horizonte, Outubro 2008
  2. 2. • Fundada em 1987; • 2º Maior produtor mundial de CaSi; • 4º Maior produtor mundial de Si metálico; • Maior produtor de ferro-ligas do Brasil; • Único produtor de Mg primário do hemisfério sul; • Empresa fabricante de equipamentos industriais. • Única indústria verticalmente integrada de Magnesium diecast; Rima Industrial S/A
  3. 3. Cidades onde a Rima atua
  4. 4. Tecnologia Tradicional de Carbonização Fornos Rabo Quente • Transição da era da pedra lascada para era do bronze • Processo inalterado desde sua invenção • Perda de 50% da energia contida na madeira • Controle visual • Emissão de metano • Geração de finos elevada • Trabalho manual, rude, insalubre...
  5. 5. Forno de Alvenaria “Rabo Quente” 70% do carvão do Brasil
  6. 6. Fornos de Alvenaria Rima
  7. 7. Projeto Rima de Carbonização Forno Container Tecnologia: - Pirólise acelerada por exaustão; - Forno metálico móvel; - Mecanização da operação; - Automação do controle; - Tecnologia em desenvolvimento desde 2001.
  8. 8. Ciclo Contínuo Unidade Piloto Carbonização (6 horas) Carregamento (2 horas) Secagem (2 horas) Descarregamento (30 minutos) Resfriamento (7 horas)
  9. 9. Produção de Carvão Vegetal Forno Container - Piloto 34 2 1
  10. 10. Projeto RIMA Piloto
  11. 11. Carregamento de lenha
  12. 12. Carbonização/Secagem Piloto
  13. 13. Resfriamento (piloto)
  14. 14. Descarregamento do carvão (piloto)
  15. 15. Queima do gás da carbonização
  16. 16. RG CV.(st/mdc) carvão (kg) Carvão (mdc) Tempo Tiço (kg)* 25% 1,9 300 2,5 4,5 77 26% 1,7 350 2,8 5,1 55 28% 1,6 400 3,0 5,6 50 30% 1,5 450 3,3 5,8 40 Estatística de 500 corridas lenha com umidade média de 15 a 25%
  17. 17. Estatística de 30 corridas (lenha com 13% de umidade) Testes Container Média Testes Média Produção de tiço (kg) 40 Produtividade (kg/h) 70 Lenha (st) 4,60 Tempo resfriamento 7 Lenha (kg) 1600 % tamboramento 63% Carvão (m3) 2,8 Índice de queda 35% Carvão (kg) 440 finos (%<9mm) 0,6% Rend.Grav.(container) 32% PCI (Kcal/kg) 8500 Conversão Volumétrica 1,6 %Carbono Fixo 82% Lenha (kg/st) 350 %Material Volátil 17% Carvão (kg/m3) 170 %Cinzas 1% Tempo de carbonização 6hs
  18. 18. Processo de Carbonização Gases para o Processo de Secagem Plataforma de pesagem Exaustor Fornalha Célula de carga Termopares
  19. 19. BALANÇO DE MASSA / ENERGIA %(BS) %(BU) Massa PCI kcal/kg Energia (kcal) Rendimento Gravimétrico 32% 26% 256 Alcatrão insolúvel: 7% 6% 56 6000 336000 Gases não condensáveis: 25% CO2 62% 12,40% 124 CO 34% 6,80% 68 2400 163200 CH4 3% 0,60% 6 12000 72000 H2 1% 0,20% 2 28550 57100 Licor pirolenhoso 35% água de constituição 65% 18% 182 820 -149240 ácido acético 14% 5% 50 5150 257500 alcatrão solúvel 20% 5% 50 6000 300000 metanol 1% 2% 20 4800 96000 Umidade (água livre) 0% 20% 200 0 0 TOTAL 99% 101% 1014 1,13x106 BM/BE Carbonização
  20. 20. Balanço Energético do Processo (Kcal/kg lenha) Estágios Demanda Oferta Secagem 257 18 Torrefação 98 261 Carbonização 138 1193 Fixação 35 139 Total 527 1610 Balanço energético: 980 Mcal/ton de lenha ou 106 kcal/ton Fonte: Seminário: Prática, Logística, Gerenciamento e Estratégias para o Sucesso da Conversão da matéria Lenhosa em Carvão Vegetal para Uso na Metalurgia e Indústria – Novembro de 2006)
  21. 21. Secagem 620 kcal/kg de água livre 850 kcal/kg de água ligada
  22. 22. Energia total para secagem: 1500 kcal/kg de umidade Energia total para secagem de 1ton de lenha com 20% de umidade : 300.000 kcal 1ton de lenha: 106 kcal Secagem 70% de energia excedente 30% de energia para secagem Alvenaria Container Perda Processo Térmico
  23. 23. Produção de Carvão Vegetal Forno Container – Projeto Industrial • Fornos de 20m3 • Lenha de 2,5m • Secagem/Torrefação e Pré-secagem • Tempo de Carbonização: 6 a 8horas • Tempo de Resfriamento: 6 a 8 horas • Carregamento e descarregamento mecanizado • Unidades de Produção de carvão de 1000 a 2000 ton/mês
  24. 24. Resfriamento Carbonização Queima Secagem Carregamento de lenha Descarregamento de Carvão Produção de Carvão Vegetal Forno Container – Projeto Industrial (sem pré-secagem) (em implantação)
  25. 25. Resfriamento Carbonização Queima Secagem/pré secagem Carregamento de lenha Descarregamento de Carvão Produção de Carvão Vegetal Forno Container – Projeto Industrial (com pré-secagem) (em implantação) Grelha
  26. 26. Processo de Pré-secagem da lenha (em implantação) Grelha Parede de Alvenaria Fluxo de Gases do Processo de Secagem Umidade e voláteis
  27. 27. Processo de Secagem da lenha Pré-Seca Gases da Fornalha Umidade e voláteis Fornalha Grelha Processo de pré-secagem Processo de pré-secagem Grelha
  28. 28. Processo de Resfriamento do Carvão (projeto/avaliação econômica) Gases da Combustão quente Gases da Combustão Frio Exaustor
  29. 29. Capacidade Produtiva Teórica Unidade Industrial Variáveis: %H2O, kg/st, %RG, %FU, No Containers: Fornos ton/st %H2O lenha ton %RG %FU Carvão ton/dia ton/mês 5 0,4 15% 6,8 33% 95% 37 1119 6 0,35 15% 5,95 33% 95% 39 1175 7 0,4 10% 7,2 30% 95% 50 1508 8 0,4 20% 6,4 30% 95% 51 1532 9 0,4 15% 6,8 30% 90% 58 1735 10 0,4 15% 6,8 30% 100% 71 2142
  30. 30. Capacidade Produtiva Teórica Unidade Industrial Variáveis: %H2O, kg/st, %RG, %FU, No Containers: Meta Rima: Fornos ton/st %H2O lenha ton %RG %FU Carvão ton/dia ton/mês 5 0,4 15% 6,8 32% 95% 33 1000 Número de corridas por dia por forno: 3 a 3,5
  31. 31. Unidade de Produção de Carvão e Co-geração 1000ton/mês (em torno de 4000m3/mês): 5 fornos x 3,5 corridas/dia x 8ton de lenha* x 32%bs x 30 dias = 1000ton/mês *lenha com umidade de 15 a 20% e 0,4ton/st Energia: 5 fornos x 8ton de lenha/corrida x 1Gcal/ton lenha x 1corrida/8hrs = 5Gcal/h (uma caldeira de 65kg com 4500kcal/h de suprimento de energia, produz 5kg/h de vapor e 1 kW de potência) Então um suprimento de 5 Gcal/h = gera 1 MW (20% de Eficiência)
  32. 32. Geração Horária de Energia em 5 Fornos
  33. 33. Geração Horária de Energia em 10 fornos
  34. 34. Geração de Créditos de Carbono Metano ~ 5% Fonte: Seminário: Prática, Logística, Gerenciamento e Estratégias para o Sucesso da Conversão da matéria Lenhosa em Carvão Vegetal para Uso na Metalurgia e Indústria – Novembro de 2006)
  35. 35. Geração de Créditos de Carbono = 250 kg de GNC = 10 a 15kg de CH4 = 330kg de carvão 12 kg CH4 (1ton de carvão gera 35 a 55kg CH4 ) 1 ton lenha seca Fonte: Seminário: Prática, Logística, Gerenciamento e Estratégias para o Sucesso da Conversão da matéria Lenhosa em Carvão Vegetal para Uso na Metalurgia e Indústria – Novembro de 2006)
  36. 36. Planta de 1000ton/mês Container de 20m3 20 Tempo de carbonização 6 a 8 horas Produção de carvão 1000ton/mês Geração de Energia 5 Gcal/h Potência 1MW Geração de MDL anual (previsão) 14.000 ton de CO2 Custo médio do carvão: U$10,00/m3 (1998) a U$100,00/m3 (2008) R$ 26,00/ton CO2
  37. 37. Investimento 1 UPC 1000 ton/mês Valor Quantidade Custo Container de 20m3 80000 24 1920000 Suporte para carregamento 3000 2 6000 Base para descarregamento 3000 2 6000 Tubulação (m) 150 300 45000 Sistema de refrigeração 100000 1 100000 Automação 100000 10 1000000 Transportador de correia 57000 1 57000 Fornalha 120000 1 120000 Queimador de cavaco/biomassa 60000 1 60000 Exaustor 30000 20 600000 Ponte rolante 350000 2 700000 Empilhadeira (Hyster H40, 2 ton) 120000 1 120000 Grua 280000 1 280000 Galpão 20 m x 80 m 2000000 1 2000000 70140007.014.000,00
  38. 38. Tecnologias de carbonização visitadas Europa 2008 Parâmetros Outras tecnologias Forno Container Capacidade (ton/ano) 1000 a 12000 24.000 Número de Fornos 6 a 12 (60 a 200m3) 40 (20m3 cada) Tempo de carbonização 12 a 24 horas 6 a 8 horas Produtividade ton/h 0,2 a 1,6 2,8 Empregados/ton.dia carvão 0,3 a 2,5 0,3 Rendimento Gravimétrico 20 a 40% 30% a 35% Custo (U$) 2 a 15 milhões 9 milhões Energia para Carbonização Lenha e gás de pirólise Acícula (atual) Resíduos Florestais (futuro)
  39. 39. Parâmetros Outras tecnologias Forno Container Movimentação do carvão Baixa a alta Baixa Automação Baixa a alta Alta Aproveitamento de energia Perda ou secagem Secagem/co-geração Número de Empregados 10 a 50 40 Qualidade visual carvão Ruim Boa %Carbono Fixo 70% a 85% 75 a 85% Controle de Processo Cor, vazão, peso, temperatura Peso, vazão temperatura Forma de Resfriamento Natural, água, ar Água sem contato Forma de Secagem Natural, e gás da combustão Gás da combustão Consumo de energia elétrica Até 10.000 kWh/dia 6000 kWh por dia Geração de finos elevada 1%<9mm
  40. 40. Parâmetros Comparativos Preliminares Parâmetros Alvenaria Container Produção Mensal 1.000,00 1.000,00 Ton/Mês Rendimento Gravimétrico 26% 33% Base Seca Preço da Lenha Cortada Seca 125,00 125,00 R$/Ton QL Total 48 25 Funcionários Depreciação Fornos 2,0 5,0 Anos Investimento 1.000.000 7.000.000 R$ Preço Venda Carvão 800,00 800,00 R$/Ton Crédito Carbono 0,00 1.155,00 Kg CO2/Ton Preço Crédito Carbono 10,00 10,00 Euro/Ton Créd. Impostos 9,25% 9,25%
  41. 41. Carvão Container- Piloto (produção de 3 dias)
  42. 42. Carvão de Terceiros
  43. 43. Carbonização do Capim Cameroon
  44. 44. Carvão de Capim
  45. 45. Carbonização de Lenha Cortada 23% umidade
  46. 46. Carvão de Lenha Cortada (200 mm )
  47. 47. Testes 1 2 3 Rendimento Gravimétrico 36% 34% 36% Conversão Volumétrica 1,5 1,6 1,6 Tempo de carbonização 5 horas 5,8 horas 6,8 horas Resultados da Carbonização com lenha cortada Índice de queda (médio): 40% Índice de tamboramento (médio): 53%
  48. 48. Projeto Rima - Vantagens 1. Elevada produtividade 2. Elevado rendimento gravimétrico 3. Redução das perdas de produto (geração de finos) 4. Redução das cinzas 5. Eliminação das impurezas 6. Rápido resfriamento 7. Baixa relação entre homens/hora e produção de carvão
  49. 49. Projeto Rima - Vantagens 8. Mecanização do descarregamento 9. Otimização do controle 10. Automação do processo 11. Elevada versatilidade (matéria-prima) 12. Aproveitamento da energia contida nos gases da carbonização 13. Redução a zero das emissões de metano (Projeto MDL) – viabilizando o empreendimento
  50. 50. Projetos de Pesquisa e Otimização I. Secagem e pré-secagem II. Resfriamento com trocador de calor/convecção III. Controle e automação IV. Carbonização da lenha picada V. Carbonização do capim picado
  51. 51. Pedidos de Patentes em Análise INPI 1ª Patente solicitada: Outubro/2001 • 10 novos pedidos de patente complementares protocolados (2001 a 2008)
  52. 52. OBRIGADO!

×