Title

MATERIAIS DE SUBSTITUIÇÃO PARA DESCARBONIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DE COQUE SIDERÚRGICO

SUBSTITUTION MATERIALS TOWARD DECARBONIZING MET COKE PRODUCTION

Authorship

RICHTER, DOUGLAS

RICHTER, DOUGLAS

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DOI

10.5151/2594-357X-40582

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Abstract

O COQUE SIDERúRGICO é MATéRIA-PRIMA FUNDAMENTAL UTILIZADA NA PRODUçãO DE AçO. NO ENTANTO, O AQUECIMENTO GLOBAL PROVOCOU UMA REVISãO DO PAPEL DAS COQUERIAS, UMA VEZ QUE AS EMISSõES DE GASES COM EFEITO DE ESTUFA (GEE) PODEM ATINGIR 2,3 KG CO2/KG DE AçO. MESMO ASSIM, EM 2052 AS TECNOLOGIAS DE CAPTURA DE CARBONO E SUBSTITUIçãO DE MATéRIAS-PRIMAS TERãO PARTICIPAçãO EQUIVALENTE à DOS PROCESSOS VERDES (15% CADA), ENQUANTO OS PROCESSOS CONVENCIONAIS AINDA CORRESPONDERãO A 40% DA PRODUçãO GLOBAL DE AçO. POR CAUSA DISSO, O ESTUDO DE MATERIAIS DE SUBSTITUIçãO NA PRODUçãO DE COQUE TORNOU-SE CADA VEZ MAIS IMPORTANTE. MUITO TEM SIDO FEITO EM TESTES COM PLáSTICOS, MADEIRA, SERRAGEM, ALCATRãO, óLEOS, CARVãO PULVERIZADO, CARVãO VEGETAL E OUTROS; DESTES, APENAS OS PLáSTICOS E O ALCATRãO FORAM TESTADOS COM SUCESSO EM ESCALA INDUSTRIAL, COM TAXAS DE SUBSTITUIçãO EM TORNO DE 1% W/W (BASE SECA). NO BRASIL, OS DESAFIOS NA IMPLEMENTAçãO DESSES PROCESSOS EM ESCALA INDUSTRIAL INCLUEM FALTA DE FINANCIAMENTO PARA PESQUISA, DISPONIBILIDADE DE MATéRIAS-PRIMAS, LOGíSTICA E MANUSEIO DE MATERIAIS. ALéM DOS MATERIAIS MENCIONADOS, PODEM SER UTILIZADOS TAMBéM RESíDUOS DE CANA-DE-AçúCAR (PALHA, MELAçO E BAGAçO), POIS SãO ABUNDANTES E PODERIAM MITIGAR PROBLEMAS DE LOGíSTICA E DISPONIBILIDADE E, AO MESMO TEMPO, REDUZIR AS EMISSõES DE ESCOPO 2. ALéM DISSO, AS QUESTõES DE TRATAMENTO DE GASES PRECISAM SER ESTUDADAS A PARTIR DE TESTES INDUSTRIAIS. PARA ISSO, A ADIçãO DE UMA INSTALAçãO DE BRIQUETAGEM OU CARREGAMENTO PRENSADO PERMITIRá A MISTURA ADEQUADA E HOMOGêNEA DAS MATéRIAS-PRIMAS ANTES DE ALIMENTá-LAS NOS FORNOS, RESOLVENDO OS PROBLEMAS NO MANUSEIO DE MATERIAIS E PERMITINDO A REALIZAçãO DE TESTES E OPERAçãO EM ESCALA INDUSTRIAL.

METALLURGICAL COKE (MET COKE) IS A FUNDAMENTAL RAW MATERIAL USED IN PRODUCING STEEL. NEVERTHELESS, GLOBAL WARMING HAS PROVOKED A REVIEW OF THE ROLE OF COKE OVEN PLANTS, AS GREENHOUSE GAS (GHG) EMISSIONS CAN BE IN THE RANGE OF 1.8-2.3 KG CO2/KG STEEL. EVEN SO, IN 2052 CARBON CAPTURE TECHNOLOGIES AND RAW MATERIAL SUBSTITUTION WILL HAVE EQUIVALENT PARTICIPATION TO THAT OF GREENER PROCESSES (15% EACH), WHEREAS CONVENTIONAL PROCESSES WILL STILL CORRESPOND TO 40% OF GLOBAL STEEL PRODUCTION. BECAUSE OF THAT, STUDYING SUBSTITUTE MATERIALS IN MET COKE PRODUCTION HAS BECOME INCREASINGLY IMPORTANT. A LOT HAS BEEN MADE IN TESTING PLASTICS, WOOD CHIPS, SAWDUST, RESIDUAL TAR, OIL WASTE, PULVERIZED COAL, CHARCOAL, AND OTHERS; FROM THESE, ONLY PLASTICS AND TAR HAVE BEEN TESTED SUCCESSFULLY IN INDUSTRIAL SCALE, WITH SUBSTITUTION RATES AROUND 1% W/W (DRY BASIS). IN BRAZIL, CHALLENGES IN IMPLEMENTING THESE PROCESSES IN INDUSTRIAL SCALE INCLUDE LACK OF RESEARCH FUNDING, AVAILABILITY OF RAW MATERIALS, LOGISTICS, AND MATERIALS HANDLING. ASIDE FROM THE MENTIONED MATERIALS, SUGAR CANE RESIDUES (STRAW, MOLASSES, AND BAGASSE) COULD BE USED, AS THEY ARE ABUNDANT AND COULD MITIGATE LOGISTICS AND AVAILABILITY ISSUES WHILE REDUCING SCOPE 2 EMISSIONS. FURTHERMORE, GAS TREATMENT ISSUES NEED TO BE STUDIED FROM INDUSTRIAL TRIALS. TO DO SO, THE ADDITION OF A BRIQUETTING OR STAMP CHARGING FACILITY SHOULD ENABLE PROPER, HOMOGENOUS BLENDING OF RAW MATERIALS BEFORE BEING FED TO THE COKE OVENS, WHICH COULD TACKLE THE MATERIALS HANDLING ISSUE, AND ALLOW INDUSTRIAL-SCALE TESTING AND OPERATION TO BE CARRIED OUT.

Keywords

Coque siderúrgico; Carregamento prensado; Descarbonização; Cana-de-açúcar; Materiais de substituição

Met coke; Stamp charging; Decarbonization; Sugar cane; Substitute materials.