Title

OPERAÇÃO DO ALTO-FORNO A OXIGÊNIO COM ALTAS TAXAS DE INJEÇÃO DE CARVÃO E RECIRCULAÇÃO DE GÁS DE TOPO EM DOIS NÍVEIS DE VENTANEIRAS

OPERAÇÃO DO ALTO-FORNO A OXIGÊNIO COM ALTAS TAXAS DE INJEÇÃO DE CARVÃO E RECIRCULAÇÃO DE GÁS DE TOPO EM DOIS NÍVEIS DE VENTANEIRAS

Authorship

SOUZA, FRANCIENE TEIXEIRA DE; CASTRO, JOSÉ ADILSON DE; SILVA, ALEXANDRE JOSÉ DA

SOUZA, FRANCIENE TEIXEIRA DE

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CASTRO, JOSÉ ADILSON DE

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SILVA, ALEXANDRE JOSÉ DA

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DOI

10.5151/2594-357x-35Red - 45-54

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Abstract

Com a crescente demanda de combustíveis e energia elétrica a operação do alto-forno visando produzir grandes quantidades de gás de topo para a produção de energia elétrica através de co-geração torna-se uma técnica atrativa. No presente trabalho, é proposto um estudo do alto-forno operando com dois níveis de ventaneiras, altas taxas de injeção de carvão e recirculação de parte do gás de topo e alto teor de oxigênio no sopro. Visando analisar o processo alto-forno com recirculação de gás em dois níveis de ventaneiras, injeção de carvão pulverizado e oxigênio o modelo total do alto-forno foi modificado e adaptado para estas novas condições operacionais. O modelo baseia-se na solução simultânea de cinco fases no interior do alto-forno (gás, sólido, gusa, escória e carvão pulverizado). Equações de transporte são formuladas para cada fase (momentum, energia e espécies químicas) e são acopladas pelos chamados termos fontes. As equações de transporte são discretizadas e resolvidas através do método de volumes finitos. Dentre os principais resultados da simulação computacional, destacam-se: a injeção de gás reformado em um segundo nível de ventaneiras resulta em aumento da eficiência da cuba; a injeção de uma pequena quantidade de carga auto-redutora melhora a operação com a injeção secundária; o aumento do oxigênio no sopro aumenta a produtividade de até 25%, mantendo operação estável.

Com a crescente demanda de combustíveis e energia elétrica a operação do alto-forno visando produzir grandes quantidades de gás de topo para a produção de energia elétrica através de co-geração torna-se uma técnica atrativa. No presente trabalho, é proposto um estudo do alto-forno operando com dois níveis de ventaneiras, altas taxas de injeção de carvão e recirculação de parte do gás de topo e alto teor de oxigênio no sopro. Visando analisar o processo alto-forno com recirculação de gás em dois níveis de ventaneiras, injeção de carvão pulverizado e oxigênio o modelo total do alto-forno foi modificado e adaptado para estas novas condições operacionais. O modelo baseia-se na solução simultânea de cinco fases no interior do alto-forno (gás, sólido, gusa, escória e carvão pulverizado). Equações de transporte são formuladas para cada fase (momentum, energia e espécies químicas) e são acopladas pelos chamados termos fontes. As equações de transporte são discretizadas e resolvidas através do método de volumes finitos. Dentre os principais resultados da simulação computacional, destacam-se: a injeção de gás reformado em um segundo nível de ventaneiras resulta em aumento da eficiência da cuba; a injeção de uma pequena quantidade de carga auto-redutora melhora a operação com a injeção secundária; o aumento do oxigênio no sopro aumenta a produtividade de até 25%, mantendo operação estável.

Keywords

Alto-forno a oxigênio, Recirculação de gás de topo, Pelota auto-redutora.

Alto-forno a oxigênio, Recirculação de gás de topo, Pelota auto-redutora.