Title

ANÁLISE DA INJEÇÃO CONJUNTA DE CARVAO VEGETAL PULVERIZADO E CARVÃO MINERAL NACIONAL COM BASE EM BALANÇOS GERAIS E MODELO CFD

ANALYSIS OF JOINT INJECTION OF PULVERIZED CHARCOAL AND NATIONAL COAL BASED IN GENERAL BALANCE AND MODEL CFD

Authorship

Ferreira, Emanoel do Nascimento; Castro, Junior Jose Adilson de; Silva, Alexandre Jose da

Ferreira, Emanoel do Nascimento

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Castro, Junior Jose Adilson de

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Silva, Alexandre Jose da

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DOI

10.5151/2594-357X-17269

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Abstract

Os processos baseados em biomassa vêm ganhando cada vez mais espaço devido a sua capacidade de capturar CO2 da atmosfera. O uso direto do carvão vegetal granular e injeção de carvão vegetal pulverizado – ICP, ambos originado de florestas renováveis, é uma técnica promissora que é atualmente utilizada em mini altos fornos. Entretanto, se todos mini altos fornos utilizassem as técnicas de ICP, os finos produzidos seriam insuficientes para suprir suas necessidades. Surge então a necessidade de se utilizar técnicas de injeção simultânea de carvão vegetal e mineral. Este trabalho utiliza um modelo matemático do alto forno (CFD) para simular a injeção simultânea de carvão vegetal e mineral pulverizados. O modelo total do alto forno é baseado em equações de transporte de momentum, energia e espécies químicas em sistemas multifásicos, a saber: gás, sólidos, gusa, escória e fases pulverizadas. Quatro casos foram analisados com diferentes combinações de injeções. Os resultados indicaram que a produtividade e o poder calorífico do gás de topo podem ser aumentados em 11% e 8% respectivamente. Devido à pressão, temperatura e volume de gás de topo gerado foi avaliada a possibilidade de implantação da Turbina de Gás de Topo – TRT.

The process-based biomasses have increasingly gained prominence due to its ability to capture CO2 in the atmosphere. The direct use of granular charcoal combined with the pulverized charcoal injection - PCH, on both originated of forests renewable, is a promising technique that is currently used in mini blast furnace. However, if all mini blast furnaces used PCH, the fines produced would be insufficient to meet their needs. Then comes the need for the simultaneous injection of pulverized charcoal and coal. This work uses a mathematical model of the blast furnace (CFD) in order to simulate the simultaneous injection of mineral coal and charcoal. The total blast furnace model is based on transport equations of momentum, energy and chemical species for solids, gas, hot metal, slag and pulverized phases. Four cases are selected with different rates of injection. Simulated results indicate that productivity and calorific value of top gas could be increased around 12% and 8% respectively. Due to pressure, temperature and volume of gas generated was analyzed the possibility to implantation of Top-Pressure Recovery Turbine Plant – (TRT).

Keywords

Mini blast furnace; Fuel injection; Top-pressure recovery turbine plant.

Mini blast furnace; Fuel injection; Top-pressure recovery turbine plant.