Title

INFLUÊNCIA DA PROPORÇÃO DE BIOCHAR NO DESEMPENHO DE REDUÇÃO E RESISTÊNCIA MECÂNICA DE BRIQUETES AUTORREDUTORES

INFLUENCE OF BIOCHAR PROPORTION ON THE REDUCTION PERFORMANCE AND MECHANICAL STRENGTH OF SELF-REDUCING BRIQUETTES

Authorship

LEÃO, PAULA MARIA GOMES CUNHA; ZICKER, TAÍS BIRCHAL; GONÇALVES, MANOEL VÍTOR BOREL; PARREIRA, FABRÍCIO VILELA; MARANHA, SÍLVIO PEREIRA DINIZ; BAGATINI, MAURÍCIO COVCEVICH

LEÃO, PAULA MARIA GOMES CUNHA

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PARREIRA, FABRÍCIO VILELA

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MARANHA, SÍLVIO PEREIRA DINIZ

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BAGATINI, MAURÍCIO COVCEVICH

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DOI

10.5151/2594-357X-42644

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Abstract

Este estudo investigou o desempenho de redução e resistência mecânica de briquetes autorredutores compostos por pellet feed e bagaço de cana-de-açúcar pirolisado em diferentes proporções mássicas. Os briquetes foram produzidos em escala piloto, com 5, 10 e 15% em massa de biochar e submetidos a ensaios de aquecimento em regime não-isotérmico até 1150 °C em atmosfera de N2. Os ensaios foram interrompidos em diferentes estágios de aquecimento e as amostras avaliadas quanto à perda de massa, caracterização de fases, composição dos gases gerados e resistência à compressão. Os resultados indicaram maior formação de ferro metálico nos briquetes contendo 15% de biochar, devido à maior disponibilidade de carbono, apresentando completa redução em 1150 °C. O teor de carbono diminuiu com o aumento da temperatura, sendo praticamente nulo nos briquetes com 5 e 10% de biochar aquecidos a 1150 °C, indicando que a redução foi limitada pela menor quantidade de carbono disponível para reagir nesses aglomerados. O aumento da proporção de biochar comprometeu a resistência dos briquetes testados a frio. Após aquecimento, a resistência apresentou uma tendência de queda até 950 °C, seguida pelo aumento em 1150 °C, onde briquetes com 10% de biochar exibiram os maiores valores de resistência à compressão.

THIS STUDY INVESTIGATED THE REDUCTION PERFORMANCE AND MECHANICAL STRENGTH OF SELF-REDUCING BRIQUETTES COMPOSED OF PELLET FEED AND PYROLYZED SUGARCANE BAGASSE IN VARYING MASS PROPORTIONS. THE BRIQUETTES WERE PRODUCED AT PILOT SCALE WITH 5, 10, AND 15 WT% BIOCHAR AND SUBJECTED TO NON-ISOTHERMAL HEATING TESTS UP TO 1150 °C UNDER AN N2 ATMOSPHERE. THE TESTS WERE INTERRUPTED AT DIFFERENT HEATING STAGES AND THE SAMPLES WERE EVALUATED FOR MASS LOSS, PHASE CHARACTERIZATION, GAS COMPOSITION, AND COMPRESSIVE STRENGTH. THE RESULTS INDICATED GREATER METALLIC IRON FORMATION IN BRIQUETTES CONTAINING 15% BIOCHAR, ATTRIBUTED TO INCREASED CARBON AVAILABILITY, WITH COMPLETE REDUCTION ACHIEVED AT 1150 °C. THE CARBON CONTENT DECREASED WITH INCREASING TEMPERATURE, WITH MINIMUM VALUES IN BRIQUETTES WITH 5 AND 10% BIOCHAR HEATED TO 1150 °C, INDICATING THAT REDUCTION WAS LIMITED BY THE LOWER AMOUNT OF CARBON AVAILABLE TO REACT IN THESE AGGLOMERATES. AN INCREASED BIOCHAR PROPORTION COMPROMISED THE STRENGTH OF THE BRIQUETTES TESTED UNDER COLD (ROOM TEMPERATURE) CONDITIONS. AFTER HEATING, THE STRENGTH SHOWED A DECREASING TREND UP TO 950 °C, FOLLOWED BY AN INCREASE AT 1150 °C, WITH BRIQUETTES CONTAINING 10% BIOCHAR EXHIBITING THE HIGHEST COMPRESSIVE STRENGTH VALUES.

Keywords

Biochar, Briquete autorredutor, Redução, Resistência mecânica

Biochar, Self-reducing briquette, Reduction, Mechanical strength