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 Relatório Carvão Mineral

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO – CAMPUS ANGICOS
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS, TECNOLÓGICAS E HUMANAS
BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA
JUAN DOUGLAS FERNANDES ARAÚJO
KATYELLEN MARINHO DE AZEVEDO
MARIA BRUNA DE LIMA
MARIANA DA SILVA
CARVÃO MINERAL
ANGICOS - RN
2017
JUAN DOUGLAS FERNANDES ARAÚJO
KATYELLEN MARINHO DE AZEVEDO
MARIA BRUNA DE LIMA
MARIANA DA SILVA
CARVÃO MINERAL
Trabalho de Ambiente, Energia e Sociedade, submetido à entrega para a professora Alessandra Carla Oliveira Chagas Spinelli, para obtenção da nota da terceira unidade.
ANGICOS-RN
2017
Resumo
Atualmente, a principal utilização do carvão mineral é para o uso de energia elétrica, por meio de usinas termelétricas. Com a finalidade de mostrar como se dá a geração de energia, este trabalho nos mostra passo a passo esse processo. Também foi exposto um breve resumo histórico de como o carvão mineral é usado na sociedade desde o seu descobrimento. Somado a isso, é apontado sua inclusão no cenário mundial, nacional e também no estado do Rio Grande do Norte. Além disso, por meio de pesquisas, foi encontrado não só várias vantagens, mas também desvantagens e como mitigá-las. Por esse motivo (desvantagens), é preciso que haja um breve estudo para saber se é viável a utilização do carvão no cenário de produção elétrica.
Palavras-chave: Carvão mineral. Usinas termelétricas. Produção de energia elétrica. Vantagens e desvantagens. 
 Sumário
1 INTRODUÇÃO	5
2 CONCEITUAÇÃO DO CARVÃO	6
3 GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DO CARVÃO MINERAL	6
3.1 EXTRAÇÃO E TRANSPORTE	7
3.2 GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA	7
4 HISTÓRICO DO USO DO CARVÃO MINERAL	8
5 UTILIZAÇÃO DO CARVÃO MINERAL	8
5.1 VANTAGENS	9
5.2 DESVANTAGENS E MEDIDAS PARA A SOLUÇÃO	9
6 CENÁRIO ENERGÉTICO	10
6.1 CENÁRIO MUNDIAL	10
6.2 CENÁRIO NACIONAL	11
6.3 CENÁRIO NO RIO GRANDE DO NORTE	11
7 PERSPECTIVAS FUTURAS	11
8 ATUALIDADE	12
9 EXEMPLO REAL	13
10 CONCLUSÃO	14
11 REFERÊNCIAS	15
1 INTRODUÇÃO
O carvão mineral é uma rocha sedimentar de origem fóssil, formado a partir da sedimentação de resíduos orgânicos em condições específicas. Ele é encontrado em jazidas localizadas no subsolo terrestre e extraído pelo sistema de mineração. Ao ser queimado, libera altas quantidades de energia, por isso é ainda muito usado em usinas termoelétricas e indústrias de siderurgia. O carvão mineral é composto por: carbono (grande parte), oxigênio, hidrogênio, enxofre e cinzas. 
O mesmo começou a ser utilizado em larga escala, como fonte de energia, na época da Revolução Industrial (século XVIII). Nesta época era usado para gerar energia para as máquinas e locomotivas. E até hoje é considerado uma das grandes fontes de energia. 
Suas reservas estão bem distribuídas pelo mundo. No Brasil, o carvão mineral, é encontrado em grande quantidade na região sul, principalmente, no Rio Grande do Sul.
2 CONCEITUAÇÃO DO CARVÃO 
Na natureza, o carvão pode ser encontrado em dois tipos básicos: mineral e vegetal. Este é obtido a partir da carbonização da lenha. Já aquele é formado pela decomposição da matéria orgânica (como restos de árvores e plantas) durante milhões de anos, sob determinadas condições de temperatura e pressão. Além disso, o carvão mineral é composto por átomos de carbono, oxigênio, nitrogênio, enxofre, associados a outros elementos rochosos (como arenito, siltito, folhelhos e diamictitos) e minerais, como a pirita.
Ambos os tipos de carvão podem ser usados na indústria (principalmente siderúrgica) e na produção de energia elétrica. Porém, o vegetal não é muito utilizado, já o consumo do mineral está bastante aquecido. Isso não tem a ver apenas pela disponibilidade de reservas, mas com a qualidade do carvão. Esta qualidade é medida pela capacidade de produção de calor – ou poder calorífico, expresso em kcal/kg (kilocaloria obtida por quilo do combustível). Este poder calorífico, por sua vez, é favorecido pela incidência de carbono e prejudicado pela quantidade de impurezas (elementos rochosos e minerais). 
O poder calorífico do carvão vegetal é bastante baixo e apresenta altos níveis de impurezas. Já no mineral, tanto o poder calorífico quanto o nível de impurezas variam, o que determina a subdivisão do minério nas categorias: baixa qualidade (linhito e sub-betuminoso) e alta qualidade (ou hulha, subdividida nos tipos betuminoso e antracito).
53% das reservas de carvão mineral são compostas por carvão com alto teor de carbono (hulha) e 47% com baixo. Com isso, a produção e consumo concentram-se nas categorias intermediárias: os carvões tipos betuminoso/sub-betuminoso (maior valor térmico, é comercializado no mercado internacional) e linhito (é utilizado na geração termelétrica local). 
3 GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DO CARVÃO MINERAL
	Atualmente, a principal aplicação do carvão mineral no mundo é a geração de energia elétrica por meio de usinas termoelétricas. Com suas abundantes reservas e o desenvolvimento de tecnologias de “limpeza” e combustão eficiente, conjugados à necessidade de expansão dos sistemas elétricos e restrições ao uso de outras fontes, indicam que o carvão mineral continuará sendo, por algumas décadas, uma das principais fontes de geração de energia elétrica.
3.1 EXTRAÇÃO E TRANSPORTE 
	A extração (ou mineração) do carvão pode ser subterrânea ou a céu aberto. Isso depende da profundidade e do tipo de solo sob o qual o minério se encontra.
	Caso a camada que recobre o carvão seja estreita ou caso o solo não seja apropriado para perfurações de túneis, sendo, por exemplo, de areia ou cascalho, o tipo de mineração adequado é o de céu aberto. Mas se ocorrer o contrário, por exemplo, o carvão ser muito profundo ou está entre rochas, a extração adequada já seria a subterrânea. 
	Após ter realizado a mineração, vem o transporte. Este é o processo mais complexo e mais caro da cadeia produtiva do carvão. Conforme está registrado no Plano Nacional de Energia 2030, em 2004 o preço CIF de uma tonelada de carvão no Japão era de US$ 61, enquanto o custo do frete chegava a US$ 49,50 por tonelada.
	Para distâncias curtas, utiliza-se esteira, já para as longas são usados caminhões, trens e barcaças. Além disso, o carvão pode ser misturado à água, formando um composto pastoso e sendo facilmente transportado por dutos. 
	Normalmente, o transporte é usado apenas para o carvão com baixo teor de impurezas. Os demais são utilizados ao redor do local de extração, onde, normalmente, também se constroem as termelétricas abastecidas por esse mineral. Pois, economicamente falando, é bem melhor investir na construção de linhas de transmissão de eletricidade do que no transporte do carvão.
 3.2 GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 
	Por mais que já tenham feito várias pesquisas que mostram que a queima do carvão mineral libera muitos poluentes que prejudicam o meio ambiente, o método tradicional (o de queima) ainda continua sendo o mais utilizado para a produção de energia.
	O procedimento geral para a queima do carvão em térmicas consiste nos seguintes processos: 
i) o carvão é levado às usinas e acumulado em pilhas; 
ii) por meio de correias transportadoras, o carvão segue ao setor de preparação de combustível, o que incluiu a trituração preliminar e uma etapa de pulverização nos moinhos, ou seja, ele é transformado em pó, o que permite um melhor aproveitamento térmico ao ser colocado para queima;
iii) o carvão, na granulometria requerida, é armazenado em silos; 
iv) dos silos, o carvão é enviado para a sua queima na fornalha da caldeira, sendo ali injetado por meio de queimadores. O calor liberado pela queima é transformado em vapor ao ser transferido para a água que circula nos tubos que envolvem a fornalha. A energia térmica (ou calor) contida no vapor é transformada em energia mecânica (ou cinética), que movimentará a turbina do gerador de energia elétrica. A eletricidade

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