Title

ESTUDO DE TECNICAS DE RECIRCULAÇÃO DO GÁS DO LEITO DE SINTERIZAÇÃO VISANDO DIMINUIR A EMISSÃO DE DIOXINAS E FURANOS

INVESTIGATION OF GAS RECIRCULATION OF SINTER BED AIMING TO MINIMIZE DIOXINS AND FURANS EMISSIONS

Authorship

Castro, Jose Adilson de; Gonçalves, Aneliza Porto; Silva, Alexandre Jose da

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Gonçalves, Aneliza Porto

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Silva, Alexandre Jose da

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DOI

10.5151/2594-357x-12908

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Abstract

O processo de sinterização do minério de ferro é bastante complexo e envolvem vários fenômenos relacionados ao movimento do gás, partículas sólidas, mecanismo de aglomeração, transferência de calor e diversas reações químicas envolvidas. As matérias-primas são variadas em sua composição química e, via de regra, se utiliza reciclagem de resíduos de outros processos introduzindo impurezas que em geral demandam cuidados adicionais do ponto de vista do controle do processo e de emissões. Neste contexto, a simulação computacional do processo tem contribuído para elucidar e quantificar fenômenos e indicar técnicas operacionais que minimizam as emissões. Dioxinas e furanos são substancias classificadas de alta toxidade e são produzidas em pequenas concentrações em processos que envolvem combustão na presença de compostos clorados mesmo em baixíssimas concentrações. Neste estudo um modelo de previsão de dioxinas e furanos é proposto e a recirculação seletiva do gás é implementado visando determinar as condições ótimas do processo que minimize as emissões destes compostos. Resultados de simulação indicaram que uma recirculação de aproximadamente 30% do volume do gás nas duas primeiras caixas de vento promovem uma redução da concentração de dioxinas e furanos no gás da ordem de 15 para menor que 5 ng/Nm3 com um alargamento de aproximadamente 5% na espessura da zona de fusão e diminuição de aproximadamente 30 o C na temperatura de pico.

The iron ore sintering process is complex with several phenomena taking place simultaneously. Gas and solid mass, momentum, heat transfer coupled with chemical reactions are carried out in a single strand. In addition, the sintering machine plays an important role recycling the by products of the integrated steel industry, which in turn, introduce impurities leading to a strict control of the emissions. In this context, the computer simulation based on integrated and detailed model has played important role in determining new operation techniques which minimize emissions together with smooth operation. Dioxins and furans are classified as high toxicity substances and are generated in small quantities within the sintering bed. This paper deals with modeling the PCDDs and PCDFs formation and decomposition within the sinter strand. The model is based on transport equations of mass, momentum and energy coupled with chemical reactions and phase transformations. In this study is proposed a selective recirculation of the outlet gas in order to minimize the emissions. Simulations results indicated that recirculation of nearly 30% of gas volume from the first 20% of the strand length can decrease PCDDs and PCDFs emissions from 15 to less than 5 ng/Nm3 with the fusion zone is enlarged about 5% and the pick temperature decreased around 30 oC.

Keywords

Sinterização; Modelagem; Dioxinas; Furanos.

Sintering process; Modeling; PCDDs; PCDFs.