EXPERIÊNCIA DE INJEÇÃO DE FINOS DE CARBONIZAÇÃO DE BIOMASSA DE CICLO CURTO EM ALTOS-FORNOS Eng. Paulo Afonso Gomes Dr. Marcelo de Matos Eng. Ricardo Luchese de Moraes Rio de Janeiro, 17 de outubro/2012 1
POR QUE FINOS DE BIOMASSAS DE CICLO CURTO? A INJEÇÃO DE FINOS EM PEQUENOS ALTOS-FORNOS TENDE A AUMENTAR FORÇAS MOTRIZES: Aumento da produtividade dos altos-fornos e menor dependência de áreas reflorestadas, com a consequente economia na produção de carvão de origem em florestas plantadas; Déficit na oferta de finos; REALIDADE:A produção de carvão vegetal de madeira geral, em média, é de 10% de finos. Com isso, o aumento na injeção criará déficit (injeção de finos/carvão carregado pelo topo)>(finos/carvão granulado na carbonização); 2
MATERIAIS E MÉTODOS A experiência de injeção de finos de carvão vegetal, obtidos a partir de biomassa bambu, foi realizada em junho de 2010 nos altos-fornos 3 e 4 da Cia. Siderúrgica Vale do Pindaré, pertencentes ao Grupo Queiroz Galvão e instalados em Açailândia - MA, cujas características são as que se seguem: ALTO FORNO # 3 # 4 VOLUME ÚTIL m3 157 178 # VENTANEIRAS UNIDADE 10 12 DIÂMETRO VENTANEIRAS MM 95 95 3
MATERIAIS E MÉTODOS O BAMBU UTILIZADO PARA A PRODUÇÃO DE FINOS DE CARVÃO VEGETAL FOI FORNECIDO PELA AGRIMEX (COELHO NETO PI) ESPECIE: BAMBUSA VULGARIS 4
ANÁLISES DO CAVACO DE BAMBU AMOSTRA UMIDADE PCS PCI PCU CINZAS A1 1,00 6013 5912 5851 12,52 A2 1,61 6470 6368 6262 5,78 B1 1,50 5882 5781 5691 21,61 B2 1,57 5816 5715 5622 18,47 FONTE: LQCE- ESALQ USP -2010 5
PLANTAÇÃO E COLHEITA PLANTAÇÃO DE BAMBU COLHEITA E PRODUÇÃO DE CAVACO 6
RECEBIMENTO BAMBU PICADO - USINA PINDARÉ 7
FORNOS CILINDRICOS EMPREGADOS PARA CARBONIZAÇÃO BAMBU USINA PINDARÉ 8
BAMBU CARBONIZADO, SAIDA DO FORNO - USINA PINDARÉ 9
BAMBU CARBONIZADO EM CAÇAMBA USINA PINDARÉ 10
REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO SISTEMA DE INJEÇÃO DE FINOS NOS ALTOS FORNOS PINDARÉ 11
PREDIO METÁLICO E INJETORES FINOS USINA PINDARÉ 12
MOINHO PENDULAR E SUPERVISÓRIO INJEÇÃO FINOS USINA PINDARÉ 13
CARACTERÍSTICAS DE FINOS DE ALGUMAS BIOMASSAS 14
VARIAÇÕES NAS CARACTERÍSTICAS DOS FINOS DE BAMBU NO PROCESSO DE MOAGEM PARA INJEÇÃO 15
CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DOS FINOS DE BAMBU INJETADOS NOS ALTOS-FORNOS 16
NÍVEIS DE PRODUÇÃO E DE INJEÇÃO DE FINOS NO AF IV *A taxa de injeção está limitada pela temperatura de chama. *O GQG está investindo em uma fábrica de oxigênio, visando ao aumento da razão de injeção (meta até 110 kg/t gusa) 17
PLANTIO EXPERIMENTAL DE BAMBU NA PINDARÉ 18
PLANTIO EXPERIMENTAL DE BAMBU NA PINDARÉ 19
PLANTIO EXPERIMENTAL DE CAPIM ELEFANTE NA PINDARÉ 20
CONCLUSÕES 1. Os finos de carvão oriundos da carbonização do bambu, podem ser injetados nos altos fornos, em quantidades equiparáveis às do finos de carvão vegetal de eucalipto; 2. A razão de substituição será igual a dos finos de carvão vegetal oriundos de eucalipto, desde que no processo de carbonização não haja agregação de impurezas; 3. O Grupo Queiroz Galvão, a partir da experiência exitosa da injeção deste combustível, iniciou o plantio de áreas experimentais com bambu, capim elefante e capim do reino (arundo donax), visando à produção de biomassa para sua posterior carbonização. Os finos gerados serão utilizados para aumentar a taxa de injeção nos altos fornos e, no futuro, para a sinterização; 4. O custo de produção da biomassa de ciclo curto bambu e capim elefante é, hoje comparável ao custo da madeira de eucalipto, mas poderá ser reduzido; 5. A introdução do Projeto de Fomento, na região de influência das usinas do Grupo Queiroz Galvão, poderá reduzir os custos atuais de produção e tornar os finos de biomassa de ciclo curto mais atrativos. 21
CUSTOS DAS BIOMASSAS (R$/t seca) DISCRIMINAÇÃO EM PÉ COLHEITA FRETE TOTAL (CAIXA) CUSTO FINANCEIRO TOTAL (CAIXA + FIN.) CUSTO DA TERRA CAIXA + TERRA + FIN. EUCALIPTO CONVENCIONAL 39.34 34.19 7.00 80.53 11.00 91.53 20.40 114.07 EUCALIPTO ADENSADO 62.86 44.56 7.00 114.42 15.48 129.90 18.60 148.51 CAPIM ELEFANTE 36.57 46.05 8.56 91.17 0.00 91.17 15.14 106.31 BAMBU 33.75 53.66 4.53 91.94 2.08 94.01 23.44 117.46 22
CUSTOS DAS BIOMASSAS (R$) 23
CUSTOS DAS BIOMASSAS (R$) 24
CUSTOS DAS BIOMASSAS (R$) 25