MANUAL Macabu_felix

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
Conteúdo
1- Avisos de Segurança ........................................... 2
2- Descrição do Sistema .......................................... 3
2.1. Objetivos da Planta PCV-60......................... 3
2.2.
2.3.
Pré-tratamento do capim elefante ................ 3
Descritivo geral da Planta PCV-60 ............... 4
3- Especificações técnicas ...................................... 7
3.1. Silo de alimentação ...................................... 7
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
Forno de carbonização................................. 8
Câmara de combustão ............................... 10
Gaseificador ............................................... 10
Ciclone ....................................................... 11
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
Sistema de recuperação de Bio-óleo ......... 12
Reservatório dos líquidos da pirólise.......... 14
Briquetadeira.............................................. 14
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
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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!
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
2- Descrição do Sistema
2.1.
Objetivos da Planta PCV-60
A Planta de Produção de Briquetes de Carvão Verde (PCV60) 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 PCV60 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.
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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.
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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.
6
DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
Finalmente a mistura de carvão e ligante é alimentada na
briquetadeira (15), na qual é compactado o carvão e
produzido o briquete.
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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.
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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).
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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
Motor WEG de 1,0 CV, com polia de 100 mm tipo B
de um canal.
Motor WEG de 2,0 CV, com polia de 100 mm tipo B
de um canal.
Dois redutores CESTARI, com polia de 75 mm tipo B
de um canal.
Transmissão de rosca 2 para 3 por corrente.
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
3.3.
Câmara de combustão
Veja Figura 3
Diâmetro: 800 mm.
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.
Altura: 1300 mm.
Diâmetro: 500 mm.
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
10
DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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
Altura: 1100 mm.
Diâmetro: 250 mm.
Construído em Aço Inox.
Figura 4. Foto ilustrativa do ciclone
11
DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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 bioóleo 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-
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
1020 com pulverizadores de água na parte interna
do corpo.
Altura da parte cilíndrica 3.000 mm.
Diâmetro: 500 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.
Rotação de trabalho: 2.752 RPM para 200 m3/h.
Rotação de trabalho: 2.740 RPM para 100 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.
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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.
Altura: 1400 mm.
Diâmetro: 760 mm.
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.
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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
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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
4.
Soprador
2.
Bomba de recirculação
5.
Motor rosca 1
3.
Motor recuperador de bio-óleo
6. Motor roscas 2 e 3
A
1
4
3
2
5
6
Figura 7. Painel elétrico da fábrica de carvão
Aviso! Em caso de emergência desligue o
disjuntor A (figura 7)
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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.
T1
T4
T2
T5
T3
T6
Figura 8. Painel controlador de temperatura
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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).
3
8. O fluxo de ar é ajustado para 16 m /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
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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).
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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.
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
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 bioóleo.
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
Anotações
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DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS DE
ENERGIA E MEIO AMBIENTE LTDA
Anotações
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Contato da empresa
Rua Alcides Rossini Duarte da Conceição, no 76,
Cidade Universitária – Barão Geraldo
Campinas – SP
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