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

Desenvolvimento ferramentas de análise e diagnóstico 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

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

Características gerais: 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

Divisão do forno em 3 zonas e em 80 volumes Balanço de massa: 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

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

Balanço térmico do forno: Análise de Resultados Balanço térmico do forno:

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

Instalação do Gás Natural Detalhe Queimador Conjunto Queimador Gás Natural

Grupo II – Forno Intermitente

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

Simulação Computacional

Análise de Resultados

Grupo III - Forno construído

Grupo III – Sistema de queima

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.

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