9/Fevereiro/2004
Coque de Petróleo: Parte 2 - Coque de Petróleo como Combustível
Conforme citado anteriormente, cerca de 75% do coque de petróleo produzido no mundo é consumido na forma de combustível. Os principais consumidores, nesse caso, são as próprias refinarias de petróleo, que dão preferência por utilizar internamente um combustível de baixo valor comercial, maximizando a produção e comercialização de outros produtos de valor mais elevado.
O coque de petróleo, considerado como combustível sólido, tem as seguintes características:
Características Positivas
Características Negativas
As características positivas levam as empresas a ter alto interesse em sua utilização, sendo o preço o principal fator de impulsão. Já as características negativas implicam em grandes desafios técnicos para a utilização do coque nos equipamentos industriais.
Por ser um combustível primariamente sólido, os citados desafios técnicos são particularmente grandes quando se considera a utilização do coque em substituição a combustíveis líquidos e gasosos em equipamentos originalmente projetados para estes. Isto não significa que a utilização de coque em substituição a combustíveis sólidos convencionais seja simples.
Basicamente, o coque de petróleo pode ser processado para utilização como combustível segundo as alternativas apresentadas abaixo.
A modalidade de processamento mais comum é a que envolve a secagem e a moagem do coque, obtendo-se um material pulverizado que é injetado nas câmaras de combustão através de queimadores supridos por sistemas de transporte pneumático. Essa é a forma como o coque é utilizado nos fornos rotativos de clinquerização, para produção de cimento. Também é a forma como é injetado em grande parte das caldeiras de termelétricas, geralmente misturado ao carvão. A tecnologia de combustão de coque pulverizado consiste basicamente do aperfeiçoamento da tecnologia de combustão dos carvões pulverizados, não requerendo grandes modificações dos equipamentos a serem atendidos. Na verdade, as maiores modificações se dão nos equipamentos de moagem e classificação, com o objetivo de obter um combustível mais fino.
Para a adequada queima de um combustível sólido, costuma-se dizer que, além do suprimento do ar de combustão em quantidade suficiente, são necessários três condições adicionais:
O fator temperatura é importante porque as reações de oxidação típicas da combustão são aceleradas à medida que a temperatura se eleva. Por essa razão é que a combustão em fornos de cimento, onde as temperatura das paredes da câmara superam 1500°C, as condições são mais favoráveis que em caldeiras, onde as temperaturas das paredes dificilmente ultrapassam 500°C.
O fator tempo é importante porque as partículas de combustível requerem um determinado tempo para serem consumidas. É necessário que se considere que o tempo para se consumir uma partícula é aproximadamente proporcional ao quadrado do seu diâmetro, daí a importância da granulometria do combustível no desempenho da combustão. O fator tempo também se manifesta através do tamanho da câmara de combustão, uma vez que câmaras maiores permitem um maior tempo de permanência das partículas sob condições favoráveis de queima.
O fator turbulência, por sua vez, é o que vai determinar o grau de mistura entre combustível e oxidante. Não havendo turbulência, a mistura é deficiente, o contato entre reagentes é pequeno e a reação dificilmente se completa.
É importante ter em conta esses fatores ao se analisar um processo de combustão, lembrando que, dentro de determinados limites, a deficiência em um deles pode ser compensada com a atuação na melhoria dos outros dois.
O uso do coque na forma sólida granulada pode ser viabilizada, em alguns casos, através da utilização da combustão em leito fluidizado, tecnologia cujo desenvolvimento iniciou-se na década de 1970 e que hoje é amplamente dominada por algumas empresas. Exemplo desse uso pode ser encontrado nas grandes centrais termelétricas com caldeiras em leito fluidizado recirculante (CFB). Nesses equipamentos as temperaturas são moderadas, entretanto, o tempo de residência das partículas e a turbulência são bastante elevados.
Em último caso, em se tratando de um equipamento que simplesmente não comporta a combustão de sólidos, resta ainda a alternativa de gaseificação do coque de petróleo e a produção do chamado Syngas (ou combustível sintético gasoso). Há que se considerar o fato que, nesse processo, de 10% a 25% da disponibilidade térmica associada ao coque é consumida no processo de gaseificação, restando 75% a 90% para o gás produzido.
Confira na próxima semana a terceira e última parte do artigo, sobre as perspectivas do mercado de coque
Ir para a terceira parte - Perspectivas.
Voltar para a primeira parte - Produção e Utilização.
Coque de Petróleo: Parte 2 - Coque de Petróleo como Combustível
Conforme citado anteriormente, cerca de 75% do coque de petróleo produzido no mundo é consumido na forma de combustível. Os principais consumidores, nesse caso, são as próprias refinarias de petróleo, que dão preferência por utilizar internamente um combustível de baixo valor comercial, maximizando a produção e comercialização de outros produtos de valor mais elevado.
O coque de petróleo, considerado como combustível sólido, tem as seguintes características:
Características Positivas
- Elevado poder calorífico
- Reduzido teor de cinzas
- Baixo custo de aquisição
Características Negativas
- Reduzido teor de materiais voláteis
- Elevado teor de enxofre
- Cinzas contendo metais pesados
As características positivas levam as empresas a ter alto interesse em sua utilização, sendo o preço o principal fator de impulsão. Já as características negativas implicam em grandes desafios técnicos para a utilização do coque nos equipamentos industriais.
Por ser um combustível primariamente sólido, os citados desafios técnicos são particularmente grandes quando se considera a utilização do coque em substituição a combustíveis líquidos e gasosos em equipamentos originalmente projetados para estes. Isto não significa que a utilização de coque em substituição a combustíveis sólidos convencionais seja simples.
Basicamente, o coque de petróleo pode ser processado para utilização como combustível segundo as alternativas apresentadas abaixo.
Para a adequada queima de um combustível sólido, costuma-se dizer que, além do suprimento do ar de combustão em quantidade suficiente, são necessários três condições adicionais:
- Temperatura
- Tempo
- Turbulência
O fator temperatura é importante porque as reações de oxidação típicas da combustão são aceleradas à medida que a temperatura se eleva. Por essa razão é que a combustão em fornos de cimento, onde as temperatura das paredes da câmara superam 1500°C, as condições são mais favoráveis que em caldeiras, onde as temperaturas das paredes dificilmente ultrapassam 500°C.
O fator tempo é importante porque as partículas de combustível requerem um determinado tempo para serem consumidas. É necessário que se considere que o tempo para se consumir uma partícula é aproximadamente proporcional ao quadrado do seu diâmetro, daí a importância da granulometria do combustível no desempenho da combustão. O fator tempo também se manifesta através do tamanho da câmara de combustão, uma vez que câmaras maiores permitem um maior tempo de permanência das partículas sob condições favoráveis de queima.
O fator turbulência, por sua vez, é o que vai determinar o grau de mistura entre combustível e oxidante. Não havendo turbulência, a mistura é deficiente, o contato entre reagentes é pequeno e a reação dificilmente se completa.
É importante ter em conta esses fatores ao se analisar um processo de combustão, lembrando que, dentro de determinados limites, a deficiência em um deles pode ser compensada com a atuação na melhoria dos outros dois.
O uso do coque na forma sólida granulada pode ser viabilizada, em alguns casos, através da utilização da combustão em leito fluidizado, tecnologia cujo desenvolvimento iniciou-se na década de 1970 e que hoje é amplamente dominada por algumas empresas. Exemplo desse uso pode ser encontrado nas grandes centrais termelétricas com caldeiras em leito fluidizado recirculante (CFB). Nesses equipamentos as temperaturas são moderadas, entretanto, o tempo de residência das partículas e a turbulência são bastante elevados.
Em último caso, em se tratando de um equipamento que simplesmente não comporta a combustão de sólidos, resta ainda a alternativa de gaseificação do coque de petróleo e a produção do chamado Syngas (ou combustível sintético gasoso). Há que se considerar o fato que, nesse processo, de 10% a 25% da disponibilidade térmica associada ao coque é consumida no processo de gaseificação, restando 75% a 90% para o gás produzido.
Confira na próxima semana a terceira e última parte do artigo, sobre as perspectivas do mercado de coque
Ir para a terceira parte - Perspectivas.
Voltar para a primeira parte - Produção e Utilização.
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