Title

MODELAMENTO E SIMULAÇÃO DE FORMAÇÃO E COMBUSTÃO DA RACEWAY

MODELING AND SIMULATION OF RACEWAY FORMATION AND COMBUSTION

Authorship

Souza, Emerson Edilson Barros de; Marcondes, Francisco; Castro, Jose Adilson de

Souza, Emerson Edilson Barros de

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Marcondes, Francisco

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Castro, Jose Adilson de

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DOI

10.5151/2594-357X-34704

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Abstract

O PRESENTE TRABALHO UTILIZOU A DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL POR MEIO DO SOFTWARE COMERCIAL ANSYS-FLUENT, PARA SIMULAR A FORMAÇÃO E COMBUSTÃO NA CAVIDADE RACEWAY DE ALTO-FORNO A COQUE. O ESTUDO ADAPTOU UM MODELO DE COMBUSTÃO DA LITERATURA PARA SIMULAR AS TAXAS DE REAÇÃO DO COQUE E CARVÃO PULVERIZADO INJETÁVEL (PCI). PARA A SIMULAÇÃO DA FORMAÇÃO DA CAVIDADE RACEWAY, UTILIZOU-SE UMA ABORDAGEM MULTIFÁSICA, CONSIDERANDO O COQUE COMO MATERIAL GRANULAR. OS MODELOS DE COMBUSTÃO (COQUE E CARVÃO) E FORMAÇÃO DA RACEWAY, FORAM SIMULADOS SEPARADAMENTE PARA SUA VALIDAÇÃO, ONDE, COM A ANÁLISE DOS RESULTADOS, OBSERVOU-SE BOA CONCORDÂNCIA COM OS DA LITERATURA. AO FINAL, OS TRÊS MODELOS FORAM UTILIZADOS EM UMA GEOMETRIA SIMPLIFICADA DA ZONA DE COQUE ATIVO RETIRADA DA LITERATURA, UTILIZANDO DADOS OPERACIONAIS DE ALTO-FORNO RETIRADOS DO MESMO ESTUDO. OS RESULTADOS DA SIMULAÇÃO DO ALTO-FORNO MOSTRARAM QUE A TAXA DA COMBUSTÃO PARCIAL FOI A MAIOR DENTRE AS REAÇÕES, E QUE FOI POSSÍVEL IDENTIFICAR DIFERENÇAS NO BURNOUT DEVIDO A CINÉTICA DE REAÇÕES, ONDE O OXIGÊNIO CONSUMIDO PELA COMBUSTÃO DO COQUE INTERFERIU NA QUEIMA DAS PARTÍCULAS COM DIÂMETRO MAIOR QUE 30 UM.

THE PRESENT STUDY USED THE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS USING THE COMMERCIAL SOFTWARE ANSYS-FLUENT, TO SIMULATE THE FORMATION AND COMBUSTION IN THE RACEWAY CAVITY OF BLAST FURNACE TO COKE. THE STUDY ADAPTED A COMBUSTION MODEL FROM THE LITERATURE TO SIMULATE THE REACTION RATES OF COKE AND PULVERIZED INJECTABLE COAL. TO SIMULATE THE FORMATION OF THE RACEWAY CAVITY, A MULTIPHASE APPROACH WAS USED, CONSIDERING COKE AS A GRANULAR MATERIAL. THE COMBUSTION MODELS (COKE AND COAL) AND THE RACEWAY FORMATION WERE SIMULATED SEPARATELY FOR THEIR VALIDATION, WHERE, WITH THE ANALYSIS OF THE RESULTS, A GOOD AGREEMENT WITH THOSE OF THE LITERATURE WAS ACHIEVED. THEN, THE THREE MODELS WERE USED IN A SIMPLIFIED GEOMETRY OF THE COKE BED TAKEN FROM THE LITERATURE, USING BLAST FURNACE OPERATIONAL FROM THE SAME STUDY. THE RESULTS OF THE BLAST FURNACE SIMULATION SHOWED THAT THE PARTIAL COMBUSTION RATE WAS THE HIGHEST AMONG THE REACTIONS, AND THAT IT WAS POSSIBLE TO IDENTIFY DIFFERENCES IN BURNOUT DUE TO REACTION KINETICS, WHERE THE OXYGEN CONSUMED BY COKE COMBUSTION INTERFERED IN THE BURNING OF PARTICLES WITH DIAMETER GREATER THAN 30 UM.

Keywords

Simulação; Alto-forno; coque; PCI; Taxa de reação

Simulation; Blast furnace; Coke; Pulverized Coal; Reaction Rates.