C.E.P.M.B.
Alunos (as):
- Dayse,
- Claudineide,
- Carol,
- Antonio.
Turma: 2M2
Prof.: Soraia
Carvão Mineral
O que é ...
É composto primeiramente por átomos de carbono e magnésio sob a forma de betumes. Dos diversos combustíveis produzidos e conservados pela natureza sob a forma fossilizada, acredita-se o carvão mineral, o mais abundante.
Quase sempre em um pedaço de carvão achado ao acaso, podem descobrir-se vestígios de uma formação celulósica da madeira e é quando observamos esse fato, que comprovamos sua origem e podemos imaginar a incrível história da formação do carvão mineral.
Descoberta...
A primeira descoberta do carvão mineral, provavelmente ocorreu na idade da pedra lascada. Alguém, um homo sappiens, tentou queimar arbustos, folhas secas, e para proteger o fogo, cercou de pedras pretas, que se achavam soltas no chão da caverna.
Durante a queima dos arbustos, as pequenas pedras pretas mais próximas do fogo, começaram a derreter, soltando fumaça esbranquiçada e depois rolos de fumos marrons alaranjados.
Em poucos minutos, começaram as longas labaredas, desprendendo muito calor, mais forte do que o dos arbustos e por período bastante prolongado. Para surpresa do “homem”, após tanta chama desprendida da pedra, ela própria começou a se tornar incandescente, sem pegar fogo, porém desprendida mais calor do que os arbustos, e por muito mais tempo. Pode ser uma fantasia, dedução ou ficção, porem bem que pode ter acontecido desse modo.
Quando iniciou no Brasil...
No Brasil, essa história se inicia há cerca de 230 milhões de anos, na época em que a crosta da terra ainda estava convulsionada por terremotos, vulcões, furacões, vendavais e maremotos, que provocaram lentos ou violentos cisalhamentos e que fizeram nossas montanhas e nossos limites costeiros, separados dos da África, pelo Oceano Atlântico.
Naquelas épocas geológicas, arvores gigantes e toda sorte de vegetação, crescia, formando grandes e espessas florestas, favorecidas pela atmosfera muito rica em CO2, permitindo a intensificação da função clorofiliana e o crescimento dos vegetais de forma extraordinária em um clima particularmente quente e úmido.
O carvão é então a parte celulósica da vegetação, transformada pelo tempo, pressão, bactérias e outros agentes anaeróbicos, em uma massa carbonosa. É fácil imaginar as centenas de carvões que foram assim formadas. Sucessivas formações de florestas e sucessivos afundamentos podem ter ocorrido ao longo de milhares de anos em uma mesma região, e então, camadas e camadas de carvões diferentes serão encontradas.
Idade Geológica do Carvão...
A idade geológica do carvão brasileiro oscila entre 230 e 280 milhões de anos, que segundo estudiosos do assunto, vem da era paleozóica – período carbonífero, que ainda pode ser dividido em duas classes: Mississipiana e Pelsilvaniana. Como a diferença entre os períodos é irrelevante, considerando que a terra tem quatro e meio bilhões de anos, desde a sua origem, pouco importa.O quadro abaixo mostra como ocorre a evolução da composição elementar, desde vegetais até o termo mais evoluído do carvão mineral que é o antracito, quase carbono puro:
Composição | |||
| Tipo | % O2 | % H2 | % C |
| Celulose | 49.4 | 6.2 | 44.4 |
| Turfa | 40.0 | 6.0 | 54 a 60 |
| Linhito | 25.0 | 5.0 | 65 a 75 |
| Hulha | 15.0 | 4.5 | 75 a 85 |
| Antracito | 3.0 | 2.0 | 95.0 |
Produção e consumo mundial...
A produção mundial de carvão, pouco mudou, ainda em torno de 5 bilhões de ton/ano, sendo que 16 % das reservas conhecidas e oficialmente calculadas, serão consumidas até o ano 2006.
O carvão não compete com as demais fontes de energia, só para ganhar o título de solução para a crise energética, porem se de repente todas as fontes de energia faltassem, o carvão sozinho daria para assegurar 150 anos de consumo, isso pelos métodos até então conhecidos.
Até o ano 2050, com modesto crescimento no consumo, ainda existirão reservas de petróleo, isso se não surgirem novas áreas, porém se não surgirem outras soluções será o carvão o combustível fóssil disponível, por isso engenheiros que só sabem lidar com o petróleo, estarão desempregados.
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 termoelétricas 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, termoelétricas 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. Informações Mundiais sobre a expansão e uso do Carvão Mineral mercado mundial de carvão para geração térmica indicam:
O continente asiático encontra-se em período de franca expansão, com previsão de crescimento de 320.000.000 ton/ano para a China (75% da capacidade de geração) e 200.000.000 ton/ano para a Índia (65% da capacidade de geração). Como exemplo individual, podemos citar a Indonésia, que estuda o aumento da sua capacidade produtiva de 1.600 MW para 23.800 MW até o ano 2010. A participação do carvão mineral deverá subir de 23% para 72% na matriz energética;
O mercado europeu de carvão mineral prevê um aumento de 16% na capacidade de geração do seu parque térmico. Grande parte do fornecimento de carvão mineral deverá ser suprido por produtos importados de outros países, destacando-se a África do Sul e a Colômbia.
O que se observa nos países europeus, é a existência de uma grande preocupação com a implantação e utilização das mais modernas técnicas, e formas eficientes para viabilização da geração térmica a carvão mineral;
As perspectivas para novos projetos nos Estados Unidos podem fazer com que exista uma expansão de 38% na capacidade atual de geração. Aproximadamente 62% da energia americana é gerada em unidades térmicas abastecidas por carvão mineral;
A Austrália continuará sendo um dos maiores exportadores mundiais de carvão mineral, e continuará investindo na geração própria através de unidades térmicas. Atualmente 40% de sua energia é obtida a partir de parque térmico a carvão mineral;
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 além de não ser aproveitado, é 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.Os gaseificadores podem ser enquadrados em quatro tipos:
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 próxima ao topo na zona de secagem do vaso de pirólise. Gaseificador LURGI, onde cada etapa do reator tem dispositivos de vedação separando hermeticamente 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 de 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 de 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 de água.RECURSOS E RESERVAS ENERGÉTICAS BRASILEIRAS...
Com a necessidade do Brasil contar a curto prazo com uma maior participação dos recursos energéticos próprios na sua economia, crescer, consideravelemente, a importância dos carvões brasileiros no contexto energético nacional, pois se configuram como uma das alternativas mais viáveis para substituição dos derivados de petróleo.Atualmente, em virtude da restrição à importação de petróleo e ao consumo de seus derivados, um grande esforço está sendo desenvolvido para incrementar a sua utilização nas aplicações tradicionais e em outras, como na secagem de cereais e na produção de cimento, em substituição ao óleo combustível. Paralelamente, estão sendo estudadas novas formas de aproveitamento do carvão, como matéria-prima carboquímica, quais sejam a gaseificação e a liquefação. Em decorrência do posicionamento atual do carvão, é muito intensa a procura de dados pertinentes às carcterísticas dos carvões brasileiros, subsídios indispensáveis na avaliação de suas potencialidades frente as diversas aplicações.
Com base nos resultados das análises e ensaios dos carvões das Minas de Candiota (camada superior e inferior), de Charqueadas (Camada I,F), do Leão (camada inferior) e do Recreio (camada superior e inferior), observou-se que para os carvões analisados:
Apresentaram altos teores de matéria mineral, sendo que o teor de cinzas das amostrais globais variou de 46 a 59%.Apresentaram poder calorífico superior compreendido entre 3200 e 3850 kcal/kg; Não são coqueificáveis pelos processos tradicionais.Apresentam teores de enxofre variando entre 0,4 e 2,6%.São facilmente reativos.Possuem peso específico real relativamente alto, compreendido entre 1,9 e 2,1 g/cm3.Apresentaram cinzas com elevados pontos de fusão (o mínimo foi de 1490 oC) com pontos de amolecimento compreendidos entre 1390 e 1490 oC, nas mesmas condições.Apresentam cinzas principalmente constituídas de sílica e alumina (SiO2 + Al2O3), variando esta soma de 85 a 93%.
O elevado teor de sílica das cinzas, que varia de 58,2 a 71,2%, deve ser considerado na escolha dos equipamentos de moagem.
PODER CALORÍFICO
QUADRO COMPARATIVO
| Composição | Carvão Bruto (Como recebido) | Carvão Seco |
| Poder Calorífico | 5333 kcal/kg | 7017 kcal/kg |
| Cinzas | 1,2 % | 1,6 % |
| Enxofre | 0,10 % | 0,12 % |
| Matéria Volátil | 37 % | 49 % |
| Carbono Fixo | 38 % | 50 % |
| Umidade | 27 % | - |
Mina de explorção de carvão
Em função dos estudos e levantamentos realizados, foi possível concluir que os custos envolvidos na remoção dos poluentes resultantes da utilização do carvão mineral nacional são bastante elevados, o que poderá inviabilizar o seu uso quando comparado a outros combustíveis. Consequentemente, aconselha-se que algumas medidas especiais sejam adotadas em caso específico.
As maiores jazidas de carvão mineral do País situam-se nos estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. As menores, no Paraná e São Paulo.
Plano inclinado em lavra subterrânea de carvão, observando-se, à esquerda, a correia transportadora e, acima, os dutos de drenagem e ventilação. À direita, o sistema de tração de vagonetas.
Usina termoelétrica Presidente Médici,
com 446 MW instalados.
Local: Candiota, RS.
com 446 MW instalados.
Local: Candiota, RS.
Fonte: ????
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