Title

REATIVIDADE AO CO₂ DE CHARS DERIVADOS DE PNEUS INSERVÍVEIS: IMPLICAÇÕES PARA A SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO CARVÃO EM ALTOS-FORNOS

CO₂ Reactivity of Chars Derived from waste Tires: Implications for the Partial Replacement of Coal in Blast Furnaces

Authorship

VIEGAS, FLÁVIO FILIPE SOARES; LIMA, GABRIEL PENNA KRAMER; FLORES, BRUNO; OSÓRIO, EDUARDO

VIEGAS, FLÁVIO FILIPE SOARES

I am this author

LIMA, GABRIEL PENNA KRAMER

I am this author

FLORES, BRUNO

I am this author

OSÓRIO, EDUARDO

I am this author

DOI

10.5151/2594-4711-42798

Downloads

Abstract

A injeção de carvão pulverizado (PCI) em altos-fornos é uma prática consolidada na siderurgia para redução do consumo de coque. Neste contexto, a substituição parcial do carvão por resíduos como pneus inservíveis representa uma alternativa promissora do ponto de vista ambiental e energético. Este trabalho investigou a reatividade ao CO₂ de chars obtidos a partir de dois tipos de pneus inservíveis (P1 e P2), de um carvão mineral e de suas respectivas combinações. As matérias-primas foram caracterizadas por análise imediata, composição elementar e composição das cinzas. Ensaios termogravimétricos permitiram avaliar os perfis de pirólise e a conversão ao CO₂ dos chars formados a 1000 °C. Os resíduos de pneus apresentaram elevada reatividade, superior à do carvão, associada à maior desordem estrutural do char e à presença de óxidos metálicos potencialmente catalíticos. As misturas com P1 demonstraram comportamento aditivo na reatividade, ao passo que P2 não conferiu ganhos significativos nas proporções testadas. Embora os pneus apresentem potencial como insumo alternativo no PCI, seus altos teores de enxofre e zinco impõem desafios operacionais. Conclui-se que o beneficiamento adequado desses resíduos é essencial para viabilizar sua aplicação industrial segura e eficiente.

PULVERIZED COAL INJECTION (PCI) IN BLAST FURNACES IS A WELL-ESTABLISHED PRACTICE IN THE STEEL INDUSTRY TO REDUCE COKE CONSUMPTION. IN THIS CONTEXT, THE PARTIAL REPLACEMENT OF COAL WITH WASTE MATERIALS SUCH AS WASTE TIRES REPRESENTS A PROMISING ALTERNATIVE FROM BOTH ENVIRONMENTAL AND ENERGY PERSPECTIVES. THIS STUDY INVESTIGATED THE CO₂ REACTIVITY OF CHARS PRODUCED FROM TWO TYPES OF TIRES (P1 AND P2), A PCI COAL, AND THEIR RESPECTIVE BLENDS. THE RAW MATERIALS WERE CHARACTERIZED THROUGH PROXIMATE ANALYSIS, ELEMENTAL COMPOSITION, AND ASH CHEMISTRY. THERMOGRAVIMETRIC ANALYSES WERE USED TO EVALUATE THE PYROLYSIS PROFILES AND CO₂ CONVERSION OF THE CHARS FORMED AT 1000 °C. THE TIRE RESIDUES SHOWED HIGH REACTIVITY, EXCEEDING THAT OF COAL, WHICH WAS ATTRIBUTED TO THE GREATER STRUCTURAL DISORDER OF THE CHAR AND THE PRESENCE OF POTENTIALLY CATALYTIC METALLIC OXIDES. BLENDS CONTAINING P1 EXHIBITED AN ADDITIVE EFFECT ON REACTIVITY, WHILE P2 DID NOT PRODUCE SIGNIFICANT IMPROVEMENTS AT THE TESTED PROPORTIONS. ALTHOUGH THE TIRES SHOW POTENTIAL AS ALTERNATIVE PCI FEEDSTOCK, THEIR HIGH SULFUR AND ZINC CONTENTS POSE OPERATIONAL CHALLENGES. IT IS CONCLUDED THAT PROPER BENEFICIATION OF THESE RESIDUES IS ESSENTIAL TO ENABLE THEIR SAFE AND EFFICIENT INDUSTRIAL APPLICATION

Keywords

pneus inservíveis, PCI, alto-forno, gaseificação

waste tires, PCI, blast furnace, gaseification