RESULTADOS OBTIDOS COM O USO DO GÁS NATURAL NA INDÚSTRIA CERÂMICA VERMELHA

1. IBP0468_05 RESULTADOS OBTIDOS COM O USO DO GÁS NATURAL NA INDÚSTRIA CERÂMICA VERMELHA Tales G. Jahn, Vicente de P. Nicolau, Alessandro P. Dadam, Rafael F. Hartke, Luis G. de M. Freire

2. Justificativa • Avaliação das vantagens técnicas e econômicas da utilização do gás natural na Indústria de Cerâmica Vermelha • Desenvolvimento ferramentas de análise e diagnóstico • Necessidade de se estudar o comportamento térmico dos fornos (viabilidade do processo de substituição) • Fornos túneis e gás natural - tendências mundiais • Situação brasileira: • Empresas começando a instalar fornos túneis • Uso de lenha (crescentes barreiras legais) e resíduos de madeira (aumento no uso para fins mais nobres) • Formação de recursos humanos no setor

3. Metodologia • Grupo I - Conversão de forno contínuo, tipo túnel, para a queima de gás natural • Grupo II - Conversão de forno intermitente para a queima de gás natural • Grupo III – Projeto e Simulação de um novo forno para a queima de gás natural • Para cada grupo são desenvolvidas ferramentas de análise e diagnóstico, que são planilhas comparativas e gráficos, bem como um programa específico de simulação computacional

4. Grupo I - Forno Túnel • Características gerais: • Comprimento total: 80 m • Largura total: 2,5 m (1,45 m úteis) • Altura total: 2 m (1,30 m úteis) • Capacidade produtiva máxima: 900 ton de queimados/mês • Ciclo de queima: 50 horas • Combustível: serragem

5. Método Matemático • Divisão do forno em 3 zonas e em 80 volumes • Balanço de massa: • Gases e carga • Balanço de energia: • Gases, carga, vagonetas, paredes, abóbada e piso • Regime permanente • Condução, convecção e radiação consideradas • Inputs: • Produção, consumo de combustível e vazão de ar • Outputs: • Perfil de temperaturas • Balanço térmico do forno

6. Simulação Computacional • Simulações com gás natural: efeito da recuperação de calor

7. Análise de Resultados • Balanço térmico do forno:

8. Melhorias Ampliação da zona de resfriamento Isolamento lateral Obras no secador Camada de cinzas

9. Instalação do Gás Natural Detalhe Queimador Conjunto Queimador Gás Natural

10. Grupo II – Forno Intermitente

11. Grupo II – Forno Intermitente Produção de Lajotas 30x30cm - Glasuradas. Set/2002

12. Simulação Computacional

13. Análise de Resultados

14. Grupo III - Forno construído

15. Grupo III – Sistema de queima

16. Conclusões • Coerência entre os resultados das simulações e a prática. Esta coerência nos assegura que dispomos de uma ferramenta bastante útil, a ser utilizada no projeto de novos fornos; • Facilidades de controle e regulagens para vários níveis de produção e para cada tipo de produto a ser fabricado; uniformidade do produto final; • Maior limpeza do parque de produção; não há necessidade de estocagem; • Programável, menor necessidade de operadores; • Fornalhas de construção mais simples, queima diretamente no interior do forno; • O setor ainda tem dificuldades relacionadas ao preço do insumo.

17. AGRADECIMENTOS Nome do(s) Autor(es) Tales G. Jahn, Vicente de P. Nicolau, Alessandro P. Dadam, Rafael F. Hartke, Luis G. de M. Freire Dados do(s) Autor(es) tales@cet.ufsc.br, Universidade Federal de Santa Catarina, Departamento de Engenharia Mecânica