Computational Analysis of The Performance of Shaft Furnaces with Partial Replacement of The Burden with Self-Reducing Pellets Containing Biomass

Rocha, Elisa Pinto da; Castro, José Adilson de; Silva, Leonardo; Caldas, Rayla de Souza

doi:10.1590/1980-5373-mr-2019-0533

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“…Além disso, possui sua primeira planta em escala industrial em fase de engenharia Trata-se de um processo caracterizado por sua capacidade de redução do minério sem a necessidade do coque metalúrgico, tornando o processo ambientalmente amigável, além de reduzir custos de operação e instalação Outra vantagem dessa rota tecnológica, consiste na possibilidade de se utilizar biomassa como fonte de carbono na composição dos aglomerados autorredutores, como é destacado por Rocha (2019). São detalhados no subtópico 2.3 os diferentes tipos de biomassa que podem ser utilizados nesse processo e no subtópico 2.2 serão abordados aspectos do briquete autorredutortipo de aglomerado autorredutor.…”

Section: Processo Tecnoredunclassified

Aplicação de resíduo de palma como fonte de carbono em briquetes autorredutores de minério de ferro.

Manfredi¹

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Agradeço aos meus pais, Fernanda e Edilson, meus irmãos, Caio e Leonardo, minha madrinha, Josefa, e às pessoas de minha família que me ajudaram, me incentivaram e estiveram sempre ao meu lado.A minha namorada, Renata, pela sua compreensão, apoio, contribuição e paciência com meus estudos. Demonstrando muita empatia, amor e dedicação, os quais serei sempre grato.Aos meus colegas de laboratório, Dennys, Franco, João, Lívia, Lucas, Luigi, Larissa, Mariana, Natália e Bárbara, por toda amizade, convívio e auxílio durante todo o período de mestrado.Um agradecimento especial ao Paulo, Luigi e Miguel que demonstraram imenso interesse, dedicação e altruísmo ao me ajudar com experimentos, solução de problemas e ideias para melhorar o projeto. Aos Prof. Dr. Jorge Tenório e ao Prof. Dr. Jorge Coleti, pela orientação, dicas, auxílio e fornecimento da oportunidade de realizar o mestrado.À USP e todos seus funcionários pela recepção e ajuda em tudo que foi necessário.À CAPES por conceder a bolsa de estudos.A todos que contribuíram, incentivaram e me acompanharam durante o período de realização desse trabalho. RESUMOO efeito estufa é um dos maiores desafios enfrentados pela sociedade contemporânea. Havendo indústrias que contribuem de forma significativa com esse fenômeno. Destacando-se a siderurgia, que gera 1,85t CO2/t de aço produzido. Paralelamente, existe outro problema em relação ao descarte inadequado e queima ao ar livre de resíduos agroindustriais, como o resíduo de palma, pode gerar gases poluentes. O carvão produzido a partir dos resíduos da agroindústria pode ser utilizado como fonte de carbono na siderurgia, constituindo briquetes autorredutores. Pelo fato de a biomassa ser uma fonte neutra de CO2, essa rota de redução do minério de ferro contribui para a redução de emissão de dióxido de carbono. Além de realizar a valorização de resíduos agroindustriais. Assim, o objetivo dessa pesquisa foi avaliar a redutibilidade e a resistência dos briquetes, estudar a cinética e determinar os mecanismos controladores das reações que ocorrem durante a redução do minério de ferro. Para isso, as matérias-primas foram caracterizadas por fluorescência de Raios X, análise elementar de carbono e enxofre, microscopia eletrônica de varredura, difratometria de Raios X, perda ao fogo e análise granulométrica por difração a laser. Para o resíduo de palma, foram determinados os teores de umidade, voláteis, cinzas e o carbono fixo. Além disso, foram utilizados briquetes com 3 relações de C/O (carbono disponível para a redução/óxidos a ser removido dos óxidos de ferro), sendo de 0,8, 1,2 e 1,6. Esses briquetes foram caracterizados por difração de Raios X, análise de carbono e enxofre, determinação de densidade e porosidade. Posteriormente, os briquetes passaram por testes de resistência mecânica, por meio de teste de queda, compressão e tamboramento. Para o estudo cinético, o briquete foi reduzido em termobalança a 10, 20 e 30°C/min da temperatura ambiente até 1100°C. Por fim, para a determinação da redutibilidade, foram feitos ensaios em for...

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Section: Processo Tecnoredunclassified

Aplicação de resíduo de palma como fonte de carbono em briquetes autorredutores de minério de ferro.

Manfredi¹

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Influence of Lump Ore Ratio and Shapes on the Particle Flow Behavior Inside the Direct Reduction Shaft Furnace by Discrete Element Modeling Model

Liao

Zong

et al. 2022

steel research int.

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In recent years, with the attention given to hydrogen reduction‐related technologies, the parameter indicators of direct reduction in the shaft furnace have gained importance. Herein, the numerical simulation of the particle flow field in the shaft furnace is investigated with the help of discrete element method (DEM) model. In contrast to the subregional modeling and the single particle shape study of the previous studies, this study innovatively uses the real shape of the particles and the overall structure of the vertical furnace for modeling. The transient characteristics of solid particle flow under ten lump ore ratios and three shapes are considered. The results show that the mass fraction and the shape of lump ore have little effect on the particle falling speed, but have a significant effect on the particle segregation behavior. In addition, the void ratio responds to the permeability condition in the furnace, which is also influenced by the lump ore proportion and shape.

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Thermodynamic assessment of an iron-based circular energy economy for carbon-free power supply

Neumann,

Fradet,

Scholtissek

et al. 2024

Applied Energy

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Computational Analysis of The Performance of Shaft Furnaces with Partial Replacement of The Burden with Self-Reducing Pellets Containing Biomass

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Aplicação de resíduo de palma como fonte de carbono em briquetes autorredutores de minério de ferro.

Aplicação de resíduo de palma como fonte de carbono em briquetes autorredutores de minério de ferro.

Influence of Lump Ore Ratio and Shapes on the Particle Flow Behavior Inside the Direct Reduction Shaft Furnace by Discrete Element Modeling Model

Thermodynamic assessment of an iron-based circular energy economy for carbon-free power supply

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