Title

ANÁLISE DA FORMAÇÃO DE DEPÓSITO DE CARBONO NA COQUERIA

ANALYSIS OF THE FORMATION OF CARBON DEPOSITS IN COKE OVEN

Authorship

Reis, Henriquison Magela Bottrel; Malaquias, Bruno Santos; Fernandes, Diego Canez; Gomes, Carlos Eduardo Pessoa

Reis, Henriquison Magela Bottrel

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Malaquias, Bruno Santos

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Fernandes, Diego Canez

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Gomes, Carlos Eduardo Pessoa

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DOI

10.5151/2594-357X-33550

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Abstract

A formação de depósito de carbono é inerente ao processo de coqueificação, com tendência a se acumular nas regiões da zona livre do forno (teto, boca de carregamento e paredes) e no tubo de ascensão dos gases. Contudo, o depósito quando em excesso, se não for removido a tempo, pode causar queda na produtividade, além de impactos ambientais e redução da vida útil da coqueria. Neste contexto, foram avaliados os mecanismos de formação de depósito de carbono, bem como os fatores relacionados ao processo de coqueificação e da mistura de carvões. Foi realizada uma análise estatística dos dados da coqueria, para identificar as principais variáveis que influenciam a formação do depósito de carbono. Em paralelo, foram avaliadas amostras coletadas nas regiões da boca de carregamento, no tubo de ascensão dos gases e do MIQ de alcatrão. Verificou-se que as amostras são formadas por partículas de carbono pirolítico (craqueamento do gás) e majoritariamente pelas partículas carreadas, correspondendo a 60%, 54% e 72%, respectivamente para as regiões da boca de carregamento, da base do tubo de ascensão e superior do tubo. Foram identificadas e sugeridas ações visando minimizar a formação de depósito de carbono, tais como: redução da temperatura da zona livre; aumento da densidade da carga; controle da fração superfina (< 0,105 mm); redução do teor de matéria volátil da mistura de carvões e uso de técnicas de descarbonização.

The deposit of carbon is inherent to the by-product coking process. The tendency of the carbon is to accumulate more in the oven free zone regions (roof, charging holes and also in the vertical walls) as well as in the gas ascension pipe. However, in excess deposits may cause decrease in productivity, environmental impacts and shortening of coke oven life. In this context, it was evaluated the mechanisms formation of carbon deposits , as well as the factors related to the cokemaking and coal blend. Statistical analyses were carried out to identify the main variables influencing the formation of the carbon deposits. In addition, samples of deposits collected near the charging holes and ascension pipes, as well as tar samples for determination of quinoline insoluble material (QIM) were evaluated. It was found that the material are formed by particles of pyrolytic carbon (due to gas cracking) and mainly by entrained carried particles of coal, semicoque and coke, corresponding to 60%, 54% and 72%, respectively for the regions of the charging hole, the base of the ascension pipe and upper part of the ascension pipe. Countermeasures to minimize carbon deposit formation were identified and defined, such as: free zone temperature reduction; increase of the bulk density, control of fines (< 0.105 mm), besides reducing the coal blend volatile matter and application of some decarbonization techniques.

Keywords

Coqueria; Depósito de Carbono; Zona Livre

Coke Oven; Carbon Deposition, Oven Free Zone