Fogão a madeira carbonização avançada

Tipos de fornos de carbonização de madeira avançados

Fornos ou fogões de carbonização estão geralmente disponíveis em diferentes modelos e tipos, incluindo:

• MWT:

  Fornos de carbonização com pisos móveis/grades para biomassa de madeira e combustível de resíduos são conhecidos como transformações de madeira em massa (MWT). Esses tipos de fornos permitem que a biomassa aqueça na ausência de oxigênio. Eles a transformam em carvão, bio-óleo e gás de síntese. A carbonização MWT é frequentemente acoplada a outras formas de geração de energia de biomassa em um processo denominado "MWT+". "MWT+" significa que a produção de carvão vegetal é combinada com combustível para geração de eletricidade.

• Fornos de batelada:

  Geralmente encontrados em aplicações de pequena escala, os fornos de batelada dependem de processos de batelada, onde a madeira é processada em lotes finitos. Sua eficiência é geralmente menor, e eles emitem mais em comparação com os métodos de carbonização contínua.

• Fornos de carbonização contínua:

  Fornos de carbonização contínua são fornos de carbonização em grande escala que oferecem uma alternativa mais eficiente aos fornos de batelada. Eles operam 24 horas por dia, 7 dias por semana. Os usuários podem alimentar matéria-prima de uma extremidade e obter produto de carvão vegetal da outra extremidade.

• Gaseificadores de tiragem ascendente com iluminação superior (TLD):

  Os gaseificadores TLD representam uma tecnologia simples e econômica para a produção de gás de síntese por meio da oxidação parcial da biomassa. Isso é conseguido gaseificando a biomassa de forma ascendente, onde o ar é introduzido pela parte superior do reator e permitido fluir pela biomassa pela parte inferior. Normalmente, os gaseificadores TLD são integrados a unidades de recuperação de energia para gerar eletricidade ou calor. Além disso, o gás de síntese produzido por esses gaseificadores também pode ser usado para aplicações de síntese química na indústria.

• Gaseificadores de tiragem descendente:

  Os gaseificadores de tiragem descendente utilizam tecnologia de leito fixo para converter biomassa em gás de produtor, comumente chamado de gás de síntese. No caso de gaseificadores de tiragem descendente, as direções de fluxo do ar e da biomassa são opostas. A reação de gaseificação ocorre de forma descendente, levando à formação de gás de síntese. Esse processo de gaseificação é acompanhado pela liberação de biocarvão como subproduto. O gás de síntese obtido do processo pode ser usado posteriormente como fonte de energia renovável para geração de calor, produção de eletricidade ou como matéria-prima para síntese química.

• Unidades de pirólise:

  As unidades de pirólise são fornos de carbonização de madeira avançados que convertem biomassa em bio-óleo, biocarvão e gás de produtor por meio da decomposição térmica na ausência de oxigênio. O processo normalmente ocorre em temperaturas que variam de 400 a 700 °C e pode ser rápido ou lento, dependendo da tecnologia específica utilizada. As unidades de pirólise são geralmente integradas a unidades de recuperação de energia para extrair calor e produzir biocarvão e gás de síntese. O bio-óleo formado como subproduto pode ser posteriormente atualizado para combustíveis renováveis e produtos químicos.

Especificações e manutenção de fornos de carbonização de madeira avançados

Especificações

• Combustível: Combustíveis de biomassa, incluindo cavacos de madeira, pelotas, serragem, cascas de arroz e cascas de café, entre outros. Essas substâncias geralmente sofrem gaseificação para produzir gás biocombustível.
• Método de aquecimento: Normalmente incluem métodos de aquecimento indireto. Um reator de aquecimento de parede dupla é usado, o que reduz a perda de calor e fornece aquecimento uniforme.
• Temperatura de carbonização: Pode estar entre 300 graus Celsius e 700 graus Celsius, ou mais, dependendo do modelo do forno de carbonização de madeira avançado. A carbonização em temperaturas mais altas geralmente aumenta a taxa de cozimento e resulta em um maior teor de carbono no carvão vegetal.
• Tempo de carbonização: Normalmente dura entre 30 minutos e 3 horas. A duração exata depende do tipo e tamanho dos materiais de biomassa, da temperatura de carbonização e do próprio projeto do forno de carbonização.
• Produtividade: Os fornos de carbonização de madeira avançados podem geralmente produzir de 100 kg a 2.000 kg de carvão vegetal por batelada, e alguns modelos podem até atingir quantidades maiores.
• Recursos principais: Alguns fornos de carbonização podem ter recursos adicionais, como sistemas de recuperação de água, que podem coletar e reutilizar a água produzida durante o processo de carbonização; sistemas de controle de ar, que podem controlar a quantidade de ar que entra no forno para regular o processo de combustão e a qualidade do carvão vegetal; e sistemas de segurança para evitar vazamentos de gás e riscos de explosão.

Manutenção

A manutenção adequada pode garantir a operação de longo prazo do forno de carbonização e melhorar sua eficiência e segurança. Aqui estão algumas dicas para a manutenção de fornos de carbonização de madeira avançados:

• Limpar regularmente: Use escovas não metálicas ou ar comprimido para limpar a parte interna do forno, removendo cinzas e sujeira para garantir boa transferência de calor e ventilação.
• Lubrificar componentes: Lubrificar as partes móveis, como correntes e rolamentos, pode garantir o funcionamento suave do equipamento e reduzir o atrito e o desgaste.
• Inspecionar tubulações de gás: Verifique as tubulações de gás e conexões, certificando-se de que não haja vazamentos ou afrouxamentos, e resolva prontamente potenciais riscos à segurança.
• Substituir peças de desgaste: Substitua e repare regularmente as peças de desgaste, como juntas e cabeçotes de combustão, para evitar que o funcionamento do equipamento seja afetado pelo desgaste.
• Verificar componentes elétricos: Certifique-se de que as conexões e isoladores dos componentes elétricos estejam firmes e limpos, evitando falhas ou riscos de mau contato.
• Prestar atenção à segurança: Mantenha os equipamentos de segurança do forno de carbonização de madeira avançado, como detectores de gás e válvulas de alívio de pressão, garantindo que estejam em bom estado de funcionamento e cumpram os regulamentos de operação para o uso do equipamento.
• Estabelecer registros de manutenção: Configure registros de log de manutenção, documentando ações de limpeza, substituição, reparo e outras ações de manutenção para facilitar o acompanhamento e o gerenciamento do equipamento.

Cenários

• Empresas de produção de carvão vegetal

  Esses fornos de carbonização são amplamente utilizados por empresas envolvidas na produção de carvão vegetal em grande escala. Essas empresas exigem fornos eficientes para maximizar a produção, mantendo a qualidade.

• Produtores de carvão vegetal em pequena escala

  Os produtores em pequena escala também se beneficiam desses fornos de carbonização, pois permitem a produção descentralizada de carvão vegetal a partir de madeira de origem local.

• Pesquisa e desenvolvimento

  Em instituições de pesquisa ou universidades, os fornos de carbonização de madeira avançados são usados para estudos experimentais sobre técnicas de produção de carvão vegetal, comportamento da madeira durante a carbonização ou desenvolvimento de novos fornos com eficiências aprimoradas e melhores sistemas de controle.

• Restauração de terras degradadas

  Em terras degradadas, o biocarvão produzido pelo forno de carbonização pode melhorar a estrutura e a fertilidade do solo, promovendo assim o crescimento das plantas e reduzindo a erosão.

• Agricultura

  Na agricultura, os fornos de carbonização avançados são aplicados para produzir biocarvão. O biocarvão serve como aditivo que aumenta a qualidade do solo, melhorando sua estrutura e fertilidade.

Como escolher fornos de carbonização de madeira avançados

Ao selecionar um forno de carbonização de madeira avançado, vários fatores vitais devem ser considerados para garantir a escolha certa para necessidades e circunstâncias específicas.

• Necessidades de carbonização:

  Existem diferentes tipos de fornos de carbonização disponíveis, como o forno de carbonização de retorta ou o gaseificador de tiragem ascendente com iluminação superior para madeira. Esses projetos oferecem benefícios distintos e métodos de operação. Por exemplo, o forno de carbonização de retorta é adequado para aqueles que desejam coletar grandes quantidades de alcatrão e gás como subprodutos. Por outro lado, o gaseificador pode ser uma escolha melhor para produção de energia eficiente com resíduos mínimos.

• Escala de operação:

  Os fornos de carbonização de madeira avançados são feitos para vários volumes de produção, variando de fornos de carbonização em escala de laboratório a fornos de carbonização industriais de grande porte. Um modelo em escala de laboratório seria o melhor para experimentação ou produção limitada, enquanto um forno industrial de grande porte seria mais adequado para atender às altas demandas.

• Sistemas de recuperação de energia:

  Alguns fornos de carbonização vêm com sistemas que podem recuperar energia do processo de carbonização. Essa energia recuperada pode ser usada para alimentar outras partes da linha de produção, reduzindo os custos gerais de energia. Se essa for uma consideração importante, pode valer a pena procurar fornos com esse recurso.

• Automação e controle:

  Fornos que oferecem funções automatizadas e controle preciso sobre o processo de carbonização podem tornar as coisas mais convenientes e melhorar a qualidade consistente do produto final. Esses modelos normalmente têm telas digitais, configurações ajustáveis e controles de segurança automatizados.

• Conformidade ambiental:

  Como os fornos de carbonização de madeira podem produzir poluentes do ar, é importante considerar modelos que possuem sistemas eficazes de controle de emissões. Isso pode ajudar a garantir que o forno esteja em conformidade com os regulamentos ambientais locais e ajuda a reduzir seu impacto ecológico.

• Considerações orçamentárias:

  Os fornos de carbonização de madeira avançados podem variar muito em custo, dependendo da complexidade do projeto, dos materiais utilizados na construção e de quaisquer recursos ou acessórios adicionais incluídos. É importante considerar o investimento inicial e as possíveis despesas operacionais para selecionar um forno de carbonização que proporcione um bom valor a longo prazo.

Q&A

P1: Como funciona um forno de carbonização de madeira avançado?

R1: O processo de carbonização em um forno a lenha ocorre em duas etapas principais: secagem e carbonização. O forno de carbonização de madeira avançado fornece calor para secar a madeira primeiro. Uma vez que o teor de umidade da madeira seja baixo o suficiente, a madeira começa a se decompor quimicamente na ausência de oxigênio. Essa é a carbonização. Os subprodutos da carbonização, que são carvão vegetal, alcatrão e gás de madeira, podem ser coletados e utilizados para outras aplicações.

P2: Quais são os benefícios de usar um forno de carbonização de madeira avançado?

R2: Um forno de carbonização de madeira avançado tem muitos benefícios. Primeiro, ele faz uso eficiente do combustível de madeira, convertendo-o em carvão vegetal valioso. Segundo, os fornos de carbonização de madeira podem reduzir a poluição do ar. Os fornos tradicionais a lenha liberam uma grande quantidade de material particulado e metano na atmosfera. Os fornos de carbonização de madeira avançados limitam a quantidade de oxigênio na câmara de combustão, reduzindo assim a formação de poluentes. Terceiro, um forno de carbonização de madeira avançado pode reciclar alcatrão e gás de madeira, direcionando-os para um condensador ou gaseificador. Quarto, os fornos de carbonização de madeira são mais eficientes em termos de energia do que os fornos tradicionais.

P3: Que tipo de manutenção um forno de carbonização de madeira avançado requer?

R3: A limpeza regular é importante para evitar o acúmulo de creosoto, uma substância inflamável. Além disso, os filtros e a ventoinha devem ser verificados e limpos periodicamente. Algumas peças podem precisar ser lubrificadas de tempos em tempos e outras podem precisar ser substituídas após inspeções de rotina. Siga sempre as instruções do fabricante.