O Repositório Institucional da Universidade Federal Rural da Amazônia (RIUFRA) é um dispositivo de armazenamento e disseminação das obras intelectuais da UFRA, produzidas no âmbito das atividades de pesquisa, ensino e extensão da instituição. É composto de documentos em formato digital, provenientes das atividades desenvolvidas pelo corpo docente, discente e técnico-administrativo da UFRA e por obras elaboradas a partir de convênio ou colaboração entre a instituição e outros órgãos publicados em autoria e/ou coautoria.
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http://repositorio.ufra.edu.br/jspui/handle/123456789/1776
Título: | Efeitos da segregação de resíduos lenhosos de planos de manejo florestal da Amazônia nas características do carvão vegetal siderúrgico. |
Orientador: | OLIVEIRA, Francisco Assis |
Autor(es): | BARROS, Denes de Souza |
Palavras-chave: | Manejo florestal Resíduos lenhosos Autocombustão Agrupamento de espécies Química imediata Carvão vegetal Biomassa residual Heterogeneidade |
Data do documento: | 2021-12-23 |
Editor: | UFRA/Campus Belém |
Citação: | BARROS, Denes Souza. Efeitos da segregação de resíduos lenhosos de planos de manejo florestal da Amazônia nas características do carvão vegetal siderúrgico. Orientador: Dr. Francisco de Assis Oliveira. 2021. 96 f. Tese (Doutorado em Ciências Florestais) - Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, 2021. Disponível em: http://repositorio.ufra.edu.br/jspui/handle/123456789/1776. Acesso em: . |
Resumo: | Embora os resíduos madeireiros do manejo florestal sustentável seja uma alternativa promissora para o abastecimento da produção de carvão vegetal na Amazônia Brasileira, essa biomassa e o carvão derivado apresenta qualidade variável. A segregação das madeiras já se mostrou ser uma alternativa importante para o aumento da produtividade e rendimento em carvão vegetal na unidade produtora, pois promove a homogeneização da matéria prima enfornada. Contudo, esse estudo visa estudar os efeitos da segregação dos resíduos madeireiros na qualidade, combustibilidade e ocorrência da autocombustão em carvões vegetais produzidos em fornos de alvenaria no Estado do Pará. Assim, foram adotados 4 grupos de madeiras com propriedades similares segregadas com base na análise de componentes principais. Um quinto grupo foi considerado, representando a forma tradicional de carbonização na região. Esse grupo foi composto por vinte e três espécies. O estudo da qualidade do carvão foi baseado nas propriedades físicas (densidade relativa aparente e umidade), mecânicas (friabilidade), química (conteúdos de carbono fixo, materiais voláteis e cinzas) e energéticas (poder calorífico superior e densidade energética). Os parâmetros analisados na combustão foram: temperatura de ignição, temperatura de burnout, temperatura máxima, taxa máxima de combustão, taxa média de combustão e tempo de ignição. Os índices característicos da combustão, de ignição e de inflamabilidade foram estudados. O estudo revelou que a segregação de madeiras residuais culminou na elevação da qualidade do carvão vegetal produzido nos fornos de alvenaria, especialmente quanto a densidade relativa aparente, friabilidade, teor de cinzas, teor de carbono fixo, poder calorífico superior e densidade energética. O grupo 1, formado por carvões de resíduos da espécie D. excelsa, apresentou os melhores valores de densidade (0,737 g cm-3), teor de cinzas (1,20%), poder calorífico (28,9 MJ kg-1 ) e densidade energética (21,3 MJ m-3). Em contraste, a carbonização convencional se mostrou muito variável, com carvões mais friáveis e menos resistentes. Carvões do grupo 1 apresentaram as maiores temperatura de ignição (380°C), temperatura de burnout (547°C), temperatura em que ocorre maior perda de massa (515°C) e tempo de ignição (33,39 min). O grupo 5 produziu carvões com baixa temperatura de ignição (361,65°C) e baixa taxa máxima de combustão (9,54 % min−1), indicando uma maior dificuldade de queima. Dois grupos de carvões não apresentaram autocombustão (1 e 4), o que demonstra que a segregação pode reduzir a incidência de combustão espontânea do carvão vegetal. Por outro lado, os carvões dos grupos 2, 3 e 5 (carbonização tradicional) entraram em autocombustão. Portanto, a segregação das madeiras residuais promoveu resultados positivos quanto a qualidade, combustibilidade e combustão espontânea de carvões vegetais produzidos em fornos de alvenaria. |
Abstract: | Although wood wastes from sustainable forest management are a promising alternative for supplying charcoal production in the Brazilian Amazonia, this biomass and derived charcoal present a heterogeneous quality. The segregation of wood proved to be an important alternative to increase the productivity and yield of charcoal in the production unit, as it promotes the homogenization of the raw material inside the kiln. However, this study aims to study the effects of wood waste segregation on the quality, combustibility, and occurrence of spontaneous combustion in charcoal produced in brick kilns in the State of Pará. Thus, 4 groups of woods with similar properties segregated based on the principal components analysis were adopted. In addition, a fifth group was considered, the traditional form of carbonization in the region. This group was composed of twenty-three species. The study of charcoal quality was based on physical (bulk density and moisture), mechanical (friability), chemical (fixed carbon content, volatile materials, and ash), and energy (higher heating value and energy density) properties. The parameters analyzed in combustion were ignition temperature, burnout temperature, maximum temperature, maximum combustion rate, average combustion rate, and ignition time. The combustion characteristic index, ignition index, and flammability index were the studied indices. The study revealed that the segregation of residual wood culminated in an increase in the charcoal quality produced in brick kilns, especially regarding bulk density, friability, ash content, fixed carbon content, higher heating value, and energy density. Group 1, formed by charcoal from wastes of the D. excelsa species, presented the best values for bulk density (0.737 g cm-3), ash content (1.20%), higher heating value (28.9 MJ kg-1), and energy density (21.3 MJ m-3). On the other hand, conventional carbonization proved to be very variable, resulting in more friable and less resistant charcoal. Charcoals from group 1 had the highest ignition temperature (380°C), burnout temperature (547°C), temperature at which the greatest loss of mass occurs (515°C) and ignition time (33.39 min). Group 5 produced charcoals with low ignition temperature (362°C) and low maximum combustion rate (9.54 % min−1). Two groups of charcoal did not show spontaneous combustion (1 and 4), which demonstrates that segregation can reduce the occurrence of this phenomenon. On the other hand, charcoals from groups 2, 3 e 5 (traditional carbonization) showed samples with spontaneous combustion. Therefore, the segregation of wood waste promoted positive results in terms of quality, combustibility, and spontaneous combustion of charcoal produced in brick kilns. |
URI: | http://repositorio.ufra.edu.br/jspui/handle/123456789/1776 |
Aparece nas coleções: | Teses - Ciências Florestais |
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