Caracterização de biomassas para a sua injeção em altos-fornos.

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dc.contributor.advisorAssis, Paulo Santospt_BR
dc.contributor.authorAssis, Carlos Frederico Campos de
dc.date.accessioned2015-02-11T17:56:21Z
dc.date.available2015-02-11T17:56:21Z
dc.date.issued2014
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractA injeção de carvão pulverizado é praticada em mais de 600 altos-fornos em todo o mundo. A eficácia da substituição de coque por carvão mineral pulverizado já é comprovada em alto-forno, trazendo uma diminuição de custo de produção do ferro-gusa. Com a crescente preocupação da comunidade mundial com o meio ambiente, faz-se necessário encontrar um destino para os resíduos de agronegócios, bem como reduzir o impacto da siderurgia nos GEE. Uma alternativa para esses resíduos, com poder calorífico, seria utilizá-los como fonte energética. O presente trabalho mostra a viabilidade de utilizar casca de arroz, bagaço de cana, casca de café e casca de eucalipto, bem como capim-elefante (material renovável) como materiais para injeção em alto-forno, assim, substituindo parte ou todo o carvão mineral que é um material não renovável e causador de grande impacto ambiental na sua extração. Para simular a possibilidade de injetar materiais, uma modelagem física foi usada, a qual foi desenvolvida para este fim, com tal intuito considerando o elevado gradiente térmico sofrido pelo carvão pulverizado, injetado no alto-forno, e o baixo tempo de residência da partícula na zona de combustão. Outras técnicas são utilizadas para caracterizar os materiais, como classificação granulométrica, MEV, BET, Picnômetro, combustão, calorimetria, análise química imediata e elementar. A utilização das biomassas, através de sua injeção em altos-fornos, na siderurgia, mostrou-se viável tecnicamente, o que passa a contribuir para que a empresa tenha novas alternativas energéticas. Ao considerar a injeção de materiais carbo-hidrogenados, obtiveram-se os seguintes resultados: para taxa de injeção de 50 kg/ t gusa a melhor taxa de combustão foi 25% de casca de eucalipto e 75% de carvão vegetal. No caso da taxa de injeção de 100 kg/t gusa foi a mistura de 25% de bagaço de cana e 75% de carvão vegetal e a taxa de injeção de 150 kg/ t gusa foi de 25% de bagaço de cana e 75% de carvão vegetal. A técnica de injeção de materiais mistos pode ser uma forma de redução de gastos devido à substituição parcial dos insumos combustíveis já utilizados, diminuição na geração de gás efeito estufa e também uma forma de venda de crédito de carbono. Para injeção de 100 kg de bagaço de cana/t gusa, há uma diminuição da ordem de 30% na geração de “CO2” do alto-forno por tonelada de gusa produzida.pt_BR
dc.description.abstractenPulverized coal injection is used in more than 600 blast furnaces around the world. The effectiveness of substituting coke for pulverized coal is proven in blast furnaces, bringing a decrease to the production cost of pig iron. With the growing concern of the world community with the environment, it is necessary to find a destination for the waste of agribusiness as well as reduce the impact of the steel industry in GHG emissions. An alternative to such waste with calorific value, would be to use them as an energy source. This work shows demonstrates the feasibility of using rice husk, bagasse, coffee husk and eucalyptus bark, as well as elephant grass (renewable material), as materials for injection in blast furnace, thus replacing part or all of mineral coal, which is a non-renewable material and causes major environmental impact in its harvest. To simulate the possibility of injecting materials, a physical model is used, which has been developed for this purpose, taking into account the high thermal gradient experienced by the pulverized coal injected into a blast furnace and the low particle residence time in the combustion zone. Other techniques are used to characterize the materials, such as size classification, SEM, BET, pycnometer, combustion, calorimetry, and elemental chemical analysis. The use of biomass through its injection into blast furnaces, in the steel industry, proved to be technically feasible, which should provide new energy alternatives for companies in this sector. Regarding the injection of carbo-hydrogenated materials, this work yielded the following results: for an injection rate of 50 kg/t hot metal, the best combustion rate was 25% eucalyptus and 75% bark charcoal. In the case of an injection rate of 100 kg/t hot metal, it was a mixture of 25% bagasse and 75% charcoal; and for the injection rate of 150 kg/t hot metal it was 25% bagasse and 75% bark charcoal. The mixed material injection technique may be a form of cost-cutting due to the partial replacement of fuel inputs already used, a reduction in the generation of greenhouse gas and also a form of carbon credit sale. The injection of 100 kg bagasse/t hot metal generates a decrease of about 30% in the generation of "CO2" by the blast furnace per ton of hot metal produced.
dc.identifier.citationASSIS, Carlos Frederico Campos de. Caracterização de biomassas para a sua injeção em altos-fornos. 2014. 132 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2014.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/4435
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor, 10/02/2015, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 3.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite a adaptação desta.pt_BR
dc.subjectCarvão vegetalpt_BR
dc.subjectBiomassa vegetalpt_BR
dc.subjectSiderurgiapt_BR
dc.subjectMeio ambientept_BR
dc.titleCaracterização de biomassas para a sua injeção em altos-fornos.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
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