Os reactores de forno rotativo de pirólise são equipamentos especializados concebidos para decompor termicamente materiais orgânicos, como resíduos de pneus, num ambiente sem oxigénio.Estes sistemas operam a 400-600°C, utilizando rotação contínua para assegurar um aquecimento uniforme e o transporte de materiais, ao mesmo tempo que produzem subprodutos valiosos como óleo combustível, negro de fumo e fio de aço.O processo combina movimento mecânico com controlo preciso da temperatura para otimizar a eficiência da decomposição, apoiado por sistemas auxiliares para manuseamento de gás e processamento de materiais.
Pontos-chave explicados:
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Processo de pirólise do núcleo
- Conduzido anaerobicamente (sem oxigénio) a 400-600°C para evitar a combustão
- Decompõe materiais orgânicos complexos (por exemplo, pneus) em compostos mais simples
- Produz três produtos principais: óleo combustível (40-60% de rendimento), negro de fumo (30-35%) e fio de aço (10-15%)
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Mecânica do forno rotativo
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A rotação do cilindro (normalmente 0,5-5 RPM) garante:
- Distribuição uniforme do calor através do leito do material
- Movimento contínuo para a frente da matéria-prima através da inclinação (2-5° de inclinação)
- Contacto gás-sólido melhorado para reacções de pirólise eficientes
- O tempo de retenção do material varia de 30 minutos a 2 horas, dependendo da aplicação
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A rotação do cilindro (normalmente 0,5-5 RPM) garante:
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Métodos de aquecimento
- Aquecimento elétrico indireto:Os aquecedores externos permitem uma transferência de calor controlada através da parede do forno (ideal para zonas de temperatura precisas)
- Aquecimento por combustão direta:Queimadores internos que utilizam combustíveis como óleo pesado ou gás natural (maior eficiência térmica)
- Fornos de retorta atmosférica os princípios aplicam-se quando se utilizam gases protectores como o árgon para evitar a oxidação
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Fases de transformação do material
- Secagem:Elimina a humidade a 100-200°C
- Volatilização:Liberta vapores orgânicos a 200-400°C
- Pirólise primária:Decomposição máxima a 400-600°C
- Carbonização:Forma resíduos sólidos acima de 600°C
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Sistemas auxiliares
- Tratamento dos gases de escape:Os oxidadores térmicos (850-1200°C) destroem os hidrocarbonetos, os filtros de sacos capturam as partículas
- Recuperação de produtos:Condensadores para óleo, separadores magnéticos para aço, moinhos para negro de fumo
- Sistemas de alimentação:O pré-processamento pode incluir trituração, secagem ou peletização
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Considerações sobre a conceção
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Dimensionamento com base em:
- Capacidade volumétrica (tipicamente 0,5-5 toneladas/hora)
- Cálculos do balanço de calor (contabilizando a endotermia do material e a exotermia da combustão)
- Rácio L/D necessário (normalmente 8:1 a 12:1 para a pirólise)
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Parâmetros críticos:
- Percentagem de enchimento do leito (10-25% da secção transversal)
- Velocidade periférica (15-30 m/min)
- Taxas de transferência de calor (50-150 kW/m²)
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Dimensionamento com base em:
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Controlo da atmosfera
- Teor de oxigénio mantido abaixo de 2% para evitar a combustão
- Purga com gás inerte (azoto/argónio) para materiais sensíveis
- Vedantes especiais evitam fugas de gás (normalmente modelos de labirinto ou com mola)
Já pensou em como o fluxo em contracorrente de gases e sólidos nestes sistemas melhora a recuperação de calor e a pureza do produto?A eficiência térmica das unidades modernas excede agora os 70% através destas optimizações, tornando-as ferramentas chave na valorização sustentável de resíduos.
Tabela de resumo:
| Aspeto | Detalhes |
|---|---|
| Gama de temperaturas | 400-600°C (ambiente anaeróbico) |
| Produtos principais | Óleo combustível (40-60%), negro de fumo (30-35%), fio de aço (10-15%) |
| Velocidade de rotação | 0,5-5 RPM para aquecimento uniforme e transporte de material |
| Tempo de retenção | 30 minutos a 2 horas, consoante a aplicação |
| Métodos de aquecimento | Elétrico indireto ou combustão direta (óleo pesado/gás natural) |
| Sistemas auxiliares | Tratamento de gases, recuperação de produtos (condensadores, separadores), pré-processamento da alimentação |
| Eficiência térmica | Supera os 70% em unidades modernas |
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