Title

AVALIAÇÃO DA INJEÇÃO COMBINADA DE HIDROGÊNIO E CARVÃO VEGETAL PULVERIZADO COMO ALTERNATIVA PARA DESCARBONIZAÇÃO PARCIAL DE GRANDES ALTOS-FORNOS

EVALUATION OF COMBINED INJECTION OF HYDROGEN AND PULVERIZED CHARCOAL AS AN ALTERNATIVE FOR PARTIAL DECARBONIZATION OF LARGE BLAST FURNACES

Authorship

MEDEIROS, GIULIO ANTUNES DE; CASTRO, JOSÉ ADILSON DE

MEDEIROS, GIULIO ANTUNES DE

I am this author

CASTRO, JOSÉ ADILSON DE

I am this author

DOI

10.5151/2594-357X-41397

Downloads

Abstract

ESTE ESTUDO INVESTIGA O POTENCIAL DA INJEçãO COMBINADA DE HIDROGêNIO COMO COMBUSTíVEL E CARVãO VEGETAL PULVERIZADO (PCH) NA OPERAçãO DE ALTO-FORNOS SIDERúRGICOS, VISANDO REDUZIR AS EMISSõES DE CARBONO E AUMENTAR A EFICIêNCIA ENERGéTICA. POR MEIO DE UM MODELO COMPUTACIONAL DETALHADO, ANALISAMOS DIVERSOS CENáRIOS OPERACIONAIS COM DIFERENTES TAXAS DE INJEçãO DE PCH E HIDROGêNIO. OS RESULTADOS DEMONSTRAM QUE A SUBSTITUIçãO PARCIAL OU TOTAL DO CARVãO MINERAL PULVERIZADO (PC) PELO PCH PODE AUMENTAR SIGNIFICATIVAMENTE A PRODUTIVIDADE DO ALTO-FORNO, REDUZINDO A TAXA DE CONSUMO DE COQUE E AS EMISSõES DE CARBONO. OBSERVOU-SE TAMBéM UMA MELHORIA NA DISTRIBUIçãO INTERNA DE MATERIAIS E TEMPERATURA, COM UMA ACELERAçãO NA DESCIDA DA CARGA E UMA MODIFICAçãO NO PADRãO DE TEMPERATURA NA REGIãO DA RACEWAY. ALéM DISSO, CONSTATOU-SE QUE O AUMENTO PROGRESSIVO NA INJEçãO DE PCH E HIDROGêNIO PODE LEVAR A INCREMENTOS SUBSTANCIAIS NA PRODUTIVIDADE DO ALTO-FORNO, COM REDUçõES ADICIONAIS NO CONSUMO DE COQUE E NAS EMISSõES DE CARBONO. ESSES RESULTADOS DESTACAM O POTENCIAL DA INJEçãO COMBINADA DE HIDROGêNIO E PCH COMO UMA ESTRATéGIA VIáVEL PARA PROMOVER A SUSTENTABILIDADE E EFICIêNCIA NA INDúSTRIA SIDERúRGICA, ALINHADA COM OS OBJETIVOS DE DESCARBONIZAçãO E ECONOMIA CIRCULAR.

THIS STUDY INVESTIGATES THE POTENTIAL OF COMBINED INJECTION OF HYDROGEN AS FUEL AND PULVERIZED CHARCOAL (PCH) IN THE OPERATION OF BLAST FURNACES, AIMING TO REDUCE CARBON EMISSIONS AND INCREASE ENERGY EFFICIENCY. THROUGH A DETAILED COMPUTATIONAL MODEL, WE ANALYZED VARIOUS OPERATIONAL SCENARIOS WITH DIFFERENT RATES OF PCH AND HYDROGEN INJECTION. THE RESULTS DEMONSTRATE THAT THE PARTIAL OR TOTAL REPLACEMENT OF PULVERIZED COAL (PC) WITH PCH CAN SIGNIFICANTLY INCREASE BLAST FURNACE PRODUCTIVITY, REDUCING COKE CONSUMPTION AND CARBON EMISSIONS. AN IMPROVEMENT IN INTERNAL MATERIAL DISTRIBUTION AND TEMPERATURE WAS ALSO OBSERVED, WITH AN ACCELERATION IN BURDEN DESCENT AND A MODIFICATION IN THE TEMPERATURE PATTERN IN THE RACEWAY REGION. FURTHERMORE, IT WAS FOUND THAT PROGRESSIVE INCREASES IN PCH AND HYDROGEN INJECTION CAN LEAD TO SUBSTANTIAL INCREASES IN BLAST FURNACE PRODUCTIVITY, WITH ADDITIONAL REDUCTIONS IN COKE CONSUMPTION AND CARBON EMISSIONS. THESE RESULTS HIGHLIGHT THE POTENTIAL OF COMBINED HYDROGEN AND PCH INJECTION AS A VIABLE STRATEGY TO PROMOTE SUSTAINABILITY AND EFFICIENCY IN THE STEEL INDUSTRY, ALIGNED WITH DECARBONIZATION AND CIRCULAR ECONOMY OBJECTIVES.

Keywords

Alto-forno; Hidrogênio; Carvão Vegetal; Modelo Matemático; Emissões de CO2

Blast Furnace; Hydrogen; Charcoal; Mathematical Model; CO2 Emissions.