Estudo do comportamento térmico de um forno túnel aplicado à indústria de cerâmica vermelha

Abstract

A utilização de fornos túneis é uma tendência mundial na indústria de cerâmica vermelha. No Brasil, as empresas estão começando a instalar fornos deste tipo para a queima de produtos cerâmicos, buscando melhorar a produtividade e a qualidade. A queima de gás natural nestes fornos também é uma tendência mundial. No Brasil, o combustível mais utilizado ainda é a lenha ou seus resíduos, como a serragem. Entretanto, são crescentes as barreiras impostas ao uso de lenha nativa. Ao mesmo tempo tem-se a perspectiva do aumento da utilização dos resíduos para fins mais nobres, como a geração de energia elétrica e a produção de aglomerados para a indústria moveleira. No presente trabalho foi analisado o comportamento térmico de um forno túnel, com vistas à conversão da queima de serragem para gás natural. O forno estudado foi escolhido com base no interesse da empresa em participar do trabalho e na sua proximidade em relação à rede de gás natural. Uma formulação matemática foi proposta para simular o comportamento térmico do forno, levando em consideração as trocas de calor entre seus diferentes componentes. Um programa computacional foi desenvolvido para resolver a formulação. Simulações foram realizadas para diferentes condições de operação do forno, visando obter o perfil de temperaturas ao longo do mesmo e o balanço global de energia. Dados experimentais foram obtidos em campo, a partir de medições realizadas no forno escolhido. Foram medidos diferentes parâmetros como temperatura, pressão e composição dos gases ao longo do forno, vazão de serragem consumida, produção, temperatura e vazão de ar quente recuperado para secagem e de ar insuflado para combustão. Alguns parâmetros foram utilizados como dados de entrada para o programa de simulação. Os resultados teóricos obtidos com as simulações do forno operando com serragem apresentaram boa concordância com os resultados experimentais. Simulações com gás natural também foram realizadas para verificar as modificações no comportamento térmico do forno, devidas à conversão do combustível, e permitir futuras análises de viabilidade para o uso do gás natural na cerâmica vermelha.