Utilização de finos de carvão em fornos de calcinação como combustivel alternativo em plantas siderurgicas integradas

Orientador: Antonio C. BannwartDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: As fontes energéticas não renováveis contemplam fundamentalmente óleo, gás natural e carvão, sendo que este último tem reservas estimadas para mais de 250 anos após o esgotamento das outras duas fontes. O aumento do gás natural está atrelado a política de aumento de preço dos derivados de petróleo. O carvão mineral não sofre a incidência dessa política, o que possibilita ao empresário ter uma previsão orçamentária anual, sem o risco de impactos nos custos ao longo de um ano. Nesse contexto, este trabalho tem por objetivo buscar um melhor aproveitamento do uso de carvão mineral dentro de uma planta siderúrgica integrada, que tenha disponível um sistema de injeção de finos de carvão, usualmente utilizado em alto fomo. O princípio básico é o estudo macro-energético de uma siderúrgica, tomada como modelo para este estudo, com vistas a avaliar o custo-beneficio, em termos energéticos, da substituição de parte do gás natural utilizado para complementação da matriz energética da planta, por carvão pulverizado, através da queima deste energético em fornos de calcinação. A premissa do estudo é o aproveitamento das instalações já existentes na planta siderúrgica e as condições operacionais da mesma. São abordados o aumento da produção de finos, o sistema de transporte e o consumo energético nele envolvido, o sistema de queima e o comportamento da chama no interior do forno rotativo, bem como o sistema de filtragem dos materiais particulados e cinzas oriundas da queima. É feita uma discussão crítica das vantagens e possíveis desvantagens da substituição proposta, em termos dos ganhos energéticos e fatores ambientaisAbstract: Nonrenewable energetic sources include essentially oil, natural gas and coal, the later having estimated worldwide reserves for more than 250 after the exhaustion of the other sources. The price policy for natural gas in Brazil has made attractive its substitution as a complementary source in steel plants by coal itself, whose prices are more stable. In this context, the present work is aimed at the better usage of mineral coal in integrated steel plants where a pulverized coal injection system is available. The basic proposal is to replace part of the natural gas through the combustion of pulverized coal in rotary kilns. This can be done keeping the present facilities and operating conditions of the existing plant. We discuss the increase of the pulverized coal production, the pneumatic transportation system and the associated energy consumption. A preliminary cost analysis indicates that the proposal is quite viable and deserves a more detailed study including gaseous emission evaluateMestradoTermica e FluidosMestre em Engenharia Mecânic