Utilização de Resíduos nos Fornos de Cimento

Os métodos de fabricação de cimento passaram por grandes modificações durante a história, passando de fornos verticais de via úmida, para fornos horizontais dotados de torres de ciclones, pré-calcinadores com ar terciário, e resfriadores de alta eficiência. Entre as mudanças mais drásticas pode-se citar o uso de combustíveis.



Hoje em dia, com os resfriadores de clínquer de alta eficiência que conseguem recuperar boa parte da energia térmica no resfriamento, pré-aquecendo o ar secundário, os fornos consomem em média cerca de 750 kcal/kg de clínquer produzido. Para um forno com produção de 3500 tpd (toneladas por dia) de clínquer, isto representa um consumo energético de aproximadamente 110 Gcal/h, cerca de 13.500 kg/h de coque de petróleo, ou 94.500 t/ano deste combustível. Com o preço do coque na faixa de 150 R$/t, atualmente, os custos com combustível são da ordem de 14.200.000 R$/ano, representando uma grande parcela nos custos de produção.



Caso operasse com óleo combustível, esta mesma planta gastaria cerca de 11.600 kg/h de óleo, ou 81.000 t/ano deste combustível. A um custo de 710 R$/t, isto representaria 57.550.000 R$/ano. Os choques do petróleo, em 1973 e 1979, forçaram as indústrias a utilizar outros combustíveis, como forma de se cortar gastos, voltando-se para a utilização de carvão. Na década de 1990, o coque de petróleo entrou em cena, como uma alternativa mais barata. Antes utilizado como combustível apenas nas próprias refinarias, agora é utilizado em larga escala, devido ao seu baixo custo.



Atualmente, as plantas estão utilizando cada vez mais resíduos não só como insumo térmico, mas como forma de receita, já que alguns fornecedores de resíduos pagam à fábrica para destruí-lo, além de substituir parte do custo do combustível tradicional. Esta opção, antes restrita às unidades da Europa e Estados Unidos, está sendo aplicada no Brasil, basicamente devido a regulamentações ambientais mais restritas dos órgãos competentes, que proíbem os aterros como destino, mas também da aproximação tecnológica das plantas nacionais com as internacionais, possibilitando a destruição de resíduos, sem a emissão de mais poluentes para a atmosfera.



A destruição de resíduos, antes feita quase que em sua maioria em incineradores, está passando para fornos de cimento por quatro razões básicas:





Tempo: O forno de cimento possui tempo de residência suficiente para a destruição completa de resíduos;





Temperatura: A temperatura do processo de fabricação do cimento propicia condições adequadas para a destruição de resíduos, especialmente no queimador principal;





Turbulência: Para a queima de combustíveis sólidos e resíduos, a turbulência é fundamental. Tal característica já é bem intensa nos fornos atuais, permitindo a queima de resíduos;





Custo: Os incineradores quase sempre cobram valores elevados para a destruição de resíduos, pois o foco do processo está nos resíduos, enquanto que nas cimenteiras o foco está na redução do consumo de combustível tradicional, e por isso é possível pagar a elas valores mais reduzidos para a destruição dos resíduos.



Os resíduos não devem ser utilizados, porém, sem alguns cuidados. Há contaminantes que podem ser extremamente prejudiciais à operação do forno, como Cloro, Flúor e a umidade. O cloro é um forte agente oxidante, podendo corroer chapas, além de ocasionar bloqueios no circuito de gases, especialmente nos ciclones e na caixa de fumaça. Já o Flúor é um poderoso fundente, podendo derrubar colagens. Já a água evaporada dos resíduos eleva consideravelmente o volume de gases da exaustão, e poderá haver uma perda de produção, para manter-se o nível de O2 na caixa de fumaça e na saída da torre de ciclones.