Title

COMBUSTÃO E OXI-COMBUSTÃO DE CARVÕES E EUCALIPTOS TERMICAMENTE TRATADOS COM VISTAS À INJEÇÃO EM ALTOS-FORNOS

COMBUSTION AND OXICOMBUSTION OF COALS AND THERMALLY TREATED EUCALYPTUS AIMING AT BLAST FURNACE INJECTION

Authorship

Pohlmann, Juliana Gonçalves; Vilela, Antônio Cezar Faria; Borrego, Ángeles Gómez; Osório, Eduardo

Pohlmann, Juliana Gonçalves

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Vilela, Antônio Cezar Faria

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Borrego, Ángeles Gómez

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Osório, Eduardo

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DOI

10.5151/4444-4444-27102

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Abstract

A redução das emissões de CO2 pela substituição parcial de carvões por um combustível renovável como a biomassa é um assunto de crescente interesse na siderurgia. As emissões de CO2 na etapa de redução podem ser reduzidas pelo uso de biomassa como combustível ou pela queima em condições de oxi-combustão. Este trabalho visa investigar a combustibilidade de eucaliptos termicamente tratados em laboratório em atmosferas convencional (O2/N2) e de oxi-combustão (O2/CO2), comparando com uma moinha de carvão vegetal e carvões típicos do processo de injeção em altos-fornos (PCI). Os testes de combustibilidade foram conduzidos em um forno de queda livre (DTF) a 1.300°C com diferentes proporções de O2/N2 e O2/CO2. Os chars do DTF foram caracterizados quanto à aparência ao microscópio, área superficial e reatividade. Os eucaliptos termicamente tratados apresentaram as maiores combustibilidades, seguidos pela moinha e pelos carvões. Os chars das biomassas apresentaram estruturas mais reativas do que os chars dos carvões, e maiores áreas superficiais e reatividades. As poucas diferenças de combustibilidade e reatividade devido à atmosfera de oxi-combustão indicaram que, se aplicada ao alto-forno, esta tecnologia pode não ocasionar efeitos negativos no comportamento de carvões e biomassas.

Reduction of CO2 emissions due to partial substitution of coal by a renewable fuel, like woody biomass, is a subject of increasing interest in the ironmaking process. The use of biomass and the oxi-combustion could contribute to mitigate such emissions. This study aims to investigate the combustibility in conventional and oxi-combustion atmospheres of thermally treated eucalyptus, charcoal fines and of two bituminous coals typically used for Pulverized Coal Injection (PCI) in blast furnace. Combustion tests at different O2/N2 and O2/CO2 atmospheres were carried out in a Drop Tube Furnace (DTF) at 1,300°C. The characteristics of the chars were evaluated by its reactivity to CO2 in thermobalance, optical microscopy and adsorption isotherms techniques. The conversion of biomasses in the DTF was greater than those of the coals. The biomass yielded chars with more reactive structures, greater surface areas and reactivities than the coals. The few differences on combustion and reactivity due to oxi-combustion atmosphere indicate that chars formed under such conditions at the same oxygen content would not differ significantly when reacted in the blast furnace stack.

Keywords

Biomassa, Carvão, Combustão, PCI

Biomass, Coal, Combustion, PCI