Estudo da compactação de resíduos lignocelulósicos para utilização como combustível sólido

Abstract

A produção de energia a partir da queima de materiais lignocelulósicos constitui uma interessante forma de aproveitamento de resíduos. Dois fatores que dificultam a utilização desses resíduos como combustível são a baixa densidade e o alto teor de umidade. A compactação de resíduos lignocelulósicos pode ser uma forma de produção de combustível sólido de melhor qualidade. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade de combustíveis sólidos (briquetes), produzidos a partir da compactação de resíduos lignocelulósicos gerados em processos agroindustriais. Os materiais utilizados neste trabalho foram: bagaço de cana-de-açúcar, serragem de Eucalyptus sp e serragem de Pinus sp. Os resíduos foram compactados nas mesmas condições de tamanho de partículas (granulometria de 20 a 40 mesh) e teor de umidade (10% base seca). A compactação foi realizada em uma prensa hidráulica, sem aquecimento. A pressão de compactação utilizada foi de 1250 kgf.cm-2 e o tempo de aplicação da carga máxima de 15 segundos. A produção dos briquetes foi possível com os três tipos de materiais utilizados. Os briquetes produzidos apresentaram densidades que variaram entre 840 e 872 kg.m-3. Isso representou uma redução de volume de 12,2 vezes para o bagaço de cana, 6,01 vezes para eucalipto e 5,28 vezes para o pinus. A expansão longitudinal dos briquetes foi de 9,44% para o eucalipto, 9,61% para a cana e 10,76% para o pinus. Os resultados dos ensaios de tração diametral foram de 1,01MPa (eucalipto), 0,61MPa (cana) e 0,45MPa (pinus). O poder calorífico superior (PCS) encontrado foi de 4675 kcal.kg-1 (pinus), 4436 kcal.kg-1 (eucalipto) e 4138 kcal.kg-1 (cana). Os resultados mostraram que todos os materiais analisados podem ser utilizados na produção de briquetes e que a produção dos briquetes foi possível através da compactação sem aquecimento. O processo de compactação melhorou a qualidade do biocombustível sólido.The production of energy from the combustion of lignocellulosic materials is an interesting way to waste recovery. Two main factors hampering the use of these residues as fuel are the low density and the high moisture content. Compression of lignocellulosic residues can be a way of producing solid fuel of better quality. The aim of this study was to evaluate the quality of solid fuels (briquettes) produced from the compaction of waste generated in lignocellulosic agroindustrial processes. The materials used in this study were: sugar cane bagasse, sawdust of Eucalyptus sp and sawdust of Pinus sp. The residues were compressed under the same conditions of particle size (particle size ranging from 20 to 40 mesh) and moisture content (10% dry basis). The compression was performed in a hydraulic press, without heating. The compaction pressure used was 1250 kgf.cm-2 and the time of application of the maximum load was 15 seconds. The production of briquettes was possible with the three types of materials used. The briquettes produced had densities ranging between 840 and 872 kg.m-3. This represented a volume decrease of 12.2 times for the sugar cane bagasse, 6.01 times for the eucalyptus and 5.28 times for the pine. The longitudinal expansion of the briquettes was 9.44% for the eucalyptus, 9.61% for the sugarcane and 10.76% for the pine. The results of diametral compression test were 1.01 MPa (eucalyptus), 0.61 MPa (cane) and 0.45 MPa (pine). The higher heating values (HHV) found were 4675 kcal.kg-1 (pine), 4436 kcal.kg-1 (eucalyptus) and 4138 kcal.kg-1 (cane). The results showed that all the materials tested can be used in the production of briquettes and the production of briquettes was possible by compression without heating. The compacting process improved the quality of solid biofuel