Foram realizadas misturas entre o carvão mineral e pó de balão, que posteriormente foram submetidas aos ensaios de combustão no simulador de injeção de materiais pulverizados citados no Capítulo 3 deste trabalho. As amostras utilizadas possuíam 130mg, o que representa uma taxa de injeção de 130kg/t gusa no processo industrial. A Tabela 12 apresenta os resultados das amostras analisadas.
Tabela 12: Resultados da análise química imediata das amostras
* percentual do pó de balão presente na mistura
Amostra Mistura Umidade (%) Matéria volátil (%) Cinza (%) C fixo (%)
1 CV 100% 0,73 18,51 11,25 70,24 2 PB 100% 1,80 18,46 35,14 46,40 3 Mix 95/5* 0,78 18,51 12,44 69,05 4 Mix 90/10* 0,84 18,51 13,64 67,86 5 Mix 85/15* 0,89 18,50 14,83 66,66 6 Mix 70/30* 1,05 18,50 18,42 63,09 Quartzo Hematita Goetita
Os índices de combustão dos materiais em proporção única e em misturas podem ser vistos na Tabela 13 e Figura 40.
Tabela 13: Resultados do índice de combustão das misturas
* percentual do pó de balão presente na mistura
Figura 40: Representação gráfica da taxa de combustão das misturas de CV e PB
Observando as amostras de carvão e pó em proporção única, foi identificado que o pó obteve um baixo resutado de IC quando comparado ao carvão. Isso pode ser justificado pelo
Amostra Mistura Índice de combustão
1 CV 100% 75,20 2 PB 100% 45,20 3 Mix 95/5* 71,90 4 Mix 90/10* 68,60 5 Mix 85/15* 65,00 6 Mix 70/30* 58,60 75,20 45,20 71,90 68,60 65,00 58,60 0 10 20 30 40 50 60 70 80 CV 100% PB 100% Mix 95/5* Mix 90/10* Mix 85/15* Mix 70/30* Ín di ce de co m bu st ão (% ) Misturas
Taxa de combustão das misturas
CV 100% PB 100% Mix 95/5* Mix 90/10* Mix 85/15* Mix 70/30*
elevado teor de cinzas que é presente no material. A presença de cinzas em um combustível provoca redução na temperatura de chama do mesmo e consequente redução no IC. Portanto, entende-se que esse fator causou grande prejuízo ao IC do pó, visto que a presença de cinzas em sua composição é bastante considerável.
Outra questão a se pensar é sobre o teor de voláteis presente no pó. Um aumento no teor de voláteis tenderia a favorecer o IC e assim reduzir o déficit causado pela grande quantidade de cinzas, porém o teor de voláteis do pó é o mesmo do carvão, não havendo influência sobre o IC.
Mais um fator contribuinte para a redução do IC do pó, está relacionado à porosidade e superfície específica do mesmo que, como visto na Tabela 11, é bem inferior que o carvão. Como já mencionado, isso causa um reflexo negativo no IC, pois o contato entre o gás redutor e o interior da partícula ficou dificultado.
Foi observado também que o aumento na adição de pó ao carvão, reduziu a taxa de combustão. Certamente ocorreu pelos aspectos negativos do pó que foram citados acima (teor de cinzas e porosidade das partículas).
5 CONCLUSÕES
Do estudo realizado, pode-se concluir:
Como característica geral, o PB possui elevado teor de cinzas (>35%), baixo teor de carbono fixo (<50%) e presença considerável de óxidos de ferro (27%);
O elevado teor de cinzas do PB induz ao pensamento de que boa parte dessa cinza possui característica metálica e é proveniente dos óxidos de ferro presentes na composição do mesmo;
O baixo teor de carbono fixo do pó é reflexo direto do elevado teor de cinza do mesmo;
A presença de hematita e magnetita no pó era esperada e foi bastante condizente com outras análises desse material já catalogadas;
A constatação de ferritos de cálcio, calcário e quartzo em participação considerável (15%) na composição do pó, indica que os finos de sínter contribuem fortememente para a formação do PB;
A presença do carvão mineral detectado nas amostras foi maior nas frações granulométricas maiores, o que levou à conclusão que tal carvão é proveniente dos finos de coque carregados no topo do forno ou que foram carreados pelos gases ao atravessar a coluna de carga. Boa parte dessas partículas de carvão possuem granulometria maior que a do carvão injetado (90µm), o que permite concluir que o carvão remanescente (char) da ICP não está presente naquela porção;
De todo o carvão mineral encontrado no pó, estimou-se através de cálculos que cerca de 86% é oriundo dos finos de coque. O restante, não se pode afirmar a procedência através dos dados deste estudo. É possível que seja tanto do coque quanto dos finos de carvão remanescentes (char) da ICP;
A adição do PB ao carvão de injeção prejudicou o índice de combustibilidade da mistura. Possivelmente, os óxidos de ferro do PB que não sofreram combustão, incorporaram a cinza remanescente que prejudicou a combustibilidade da mistura. Como reflexo, houve a redução do IC das misturas quando comparadas com o carvão em proporção única;
O teste de combustão no simulador mostrou que a adição de 5% (quantidade de consumo possivelmente real em escala industrial) de pó ao carvão pulverizado reduz a taxa de combustão em aproximadamente 4,5%;
A densidade do PB é mais elevada que o carvão em virtude da concentração (27%) de óxidos de ferro que compõem a massa total;
A quantidade de carvão mineral presente no PB não foi suficiente para fornecer energia à combustão da mistura de carvão e pó de balão.
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