COMPOSIÇÃO DO CARVÃO DO BRASIL

Até a crise energética mundial de 1972, o país não ligava para o nosso carvão, alegando ser de baixa qualidade, pelo teor de cinzas. Com a crise, estudos foram realizados surgindo a CAEEB, Companhia Auxiliar de Estudos Elétricos Brasileiros, que ficou encarregada de desenvolver o consumo do nosso carvão, com verbas do CNP, traçando inicialmente um programa de suprir as fábricas de cimento, decidiram levar o carvão somente até o porto de Espírito Santo.



Composição:
Carbono 59.87%
Hidrogênio 3.78%
Oxigênio 7.01%
Enxofre 2.51%
Cinzas 26.83%
Total 100%


Comparação dos Carvões Latino-americanos:

1º Chileno
2º Colombiano
3º Peruano
4º Mexicano
5º Brasileiro

com base no PCI, função do teor de enxofre.

PRODUÇÃO E CONSUMO MUNDIAL

A produção nacional de carvão, conforme dados divulgados no Balanço Energético de 1983, se situava em 21.5 milhões de toneladas, de carvão bruto (ROM), para obter pouco mais de 7 milhões de toneladas depois de beneficiado, (33%) para 1996, está previsto 8 milhões de toneladas, quase não aumentou.

No sul do país, o carvão energético é consumido pelas termelétricas e pelas fábricas de cimento, até o Estado do Espírito Santo, alcançando 8 milhões de toneladas, que representa 33.3% do volume movimentado do subsolo até a superfície, significando que quase 67% é de rejeitos.

A previsão de consumo para 1996 é de 20 milhões de toneladas, sendo na siderurgia 12 milhões, praticamente todo importado, cimento 2 milhões, termelétricas 4 milhões, papel e celulose ½ milhão e outros 1.5 milhões.

Convém ressaltar experiências que vem sendo feitas, na área de gaseificação e na área de mistura com óleo combustível BPF, para consumo nas refinarias de petróleo.

GASEIFICAÇÃO DE CARVÃO MINERAL

O futuro do carvão nacional, vai depender da gaseificação, considerando o teor de cinzas (26%) e o de rejeito (67%) do carvão retirado da mina, que alem de não ser aproveitado, e poluente.

A gaseificação baseia-se em princípios bem conhecidos, consistindo numa seqüência de transformação termo-químicas de qualquer matéria prima combustível, que tenha características adequadas.


As reações básicas são :
. Secagem
. Pirólise
. Oxidação
. Redução

Como ocorrem as reações finais?

1 – Exotérmica: C + O2 ==> CO2 + 97.000 Kcal/kmol
2 – Endotérmica: CO2 + C ==> 2 CO – 38.200 kcal/kmol
3 – Endotérmica: C + 2H2O ==> CO2 + 2H2 – 28200 kcal/kmol
4 – Exotérmica: C + 2H2 ==> ch4 + 21.400 kcal/kmol



O rendimento dos gaseificadores se determina:
Eficiência: V . hg + Q + S
B. PCI


Sendo:
V em Nm³ do gás produzido

hg em kcal/Nm³ do gás produzido

Q em kcal/Nm³ do calor reversível do gás

B em Kg do combustível utilizado

PCI em Kcal/Kg do combustível, poder calorífico inferior

S em Kcal/hora de calor latente dos subprodutos

GASEIFICADORES

Os gaseificadores podem ser enquadrados em quatro tipos:
1 – Leito Fixo
2 – Leito Fluidizado
3 – Leito Arrastado
4 – Sais Fundido


1 – Leito Fixo – É o leito de carvão suportado por grelha fixa, onde o carvão é alimentado por meios manuais e o ar entra por baixo da grelha.

Exemplo:
Gaseificador WELMAN que pode ser simples ou de duplo estágios (IGI) com duas saídas de gás, uma ao nível da zona de destilação e outra bem proxima ao topo na zona de secagem do vaso de pirólise.

Gaseificador LURGI, onde cada etapa do reator tem dispositivos de vedação separando herméticamente as seções, (alimentação, secagem, pirólise, lavagem, resíduos, cinzas, etc).


2 – Leito Fluidizado – A gaseificação em leito fluidizado requer uma alimentação de ar pressurizado por baixo da tela, da câmara de combustão vertical, que suporta o leito de areia, outros tipos de leito, sendo que o carvão micro-pulverizado é alimentado por cima.
Exemplo:
Gaseificador WINKLER, que também tem o cabeçote de alimentação na horizontal, porem é o oxigênio e o vapor que mantém o carvão moído em suspensão (fluidizado) em constante ebulição para controle da combustão.


3 – Leito Arrastado – É o leito de carvão pulverizado, com oxigênio e vapor, introduzido nos cabeçotes, queimando no gaseificador a 2000 ºC, que funde carvão e cinzas, sendo que parte escorre do gaseificador para o tanque d’água. A cinza restante sai pela chaminé.
Exemplo:
Gaseificador KOPPERS, cuja principal diferença está na alimentação do carvão, que está na horizontal e tem um recuperador de calor na saída do gás.


4 – Sais Fundido – É num leito de Carbonato de Sódio a 1000 ºC ou Óxido de ferro a 1500 ºC , atuando como meio de fusão do catalizador das reações de gaseificação, para gás de baixo poder calorífico (1500 Kcal/Nm³) e de médio poder calorífico ( 3000 Kcal/Nm³).

O gás de baixo poder calorífico é mais usado para fins industriais, canalizado até 10 km, cujo gaseificante é ar e vapor d’água, fabricado pela Cia. Riograndense de Nitrogenados.

O gás de médio poder calorífico, tem aplicação mais ampla ( síntese de amônia, síntese de metanol) usa como gaseificante oxigênio e vapor d’água.

Afora a gaseificação, também se faz liquefação, partindo da gaseificação que alem do arranjo molecular em presença de um catalizador metálico, tem a liquefação por síntese, usada na África do Sul (processo alemão Fischer-Tropsch) e a liquefação por hifdrogenação usada na Inglaterra.

ENTREPOSTOS DE CARVAO DO BRASIL

Temos instalados 12 entrepostos com capacidade de armazenar 8 milhões de toneladas de carvão mineral, sendo que o de Tubarão – SC, é para 6 milhões de toneladas e ocupa uma área de 120 hectares, o que nos dá uma idéia das dificuldades para armazenamento e manuseio do carvão.