Modelagem e simulação do processo de produção de coque metalúrgico.
Ano de defesa: | 2019 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Campina Grande
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Programa de Pós-Graduação: |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
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Departamento: |
Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/4403 |
Resumo: | Atualmente, a principal rota de produção de aço no mundo é a Basic Oxygen Furnace (BOF) que tem como seu principal processo o alto-forno. Além do minério de ferro, a segunda mais importante matéria prima usada nesse processo é o coque metalúrgico. O coque metalúrgico é produzido por um processo conhecido, popularmente, como coqueificação que é uma técnica de carbonização de uma determinada mistura de carvão. A carbonização dessa mescla de carvão é realizada através de aquecimento, na ausência de oxigênio. A principal tecnologia utilizada para a produção de coque metalúrgico no presente momento são as baterias by-products. Nos fornos desse tipo de bateria o calor é transferido por condução das câmaras de combustão para forno de coque. Dessa forma, o carvão assim que carregado e que entra em contato com a parede do forno já começa a receber energia e inicia o processo de transformação em coque. As principais variáveis medidas para o acompanhamento do processo são as temperaturas de algumas câmaras de combustão, pois uma vez que essas temperaturas estão acima da temperatura de coqueificação é possível estimar que carvão está sendo coqueificado. O coque ao ser removido do forno deve ser resfriado rapidamente ou então ser submetido a uma atmosfera inerte. Dessa forma, esse trabalho consiste em simular o processo de produção do coque metalúrgico através da modelagem de um forno de coque com suas câmaras de combustão, visando a otimização da curva de temperatura das câmaras de combustão, além de estudar a energia disponível no sistema de apagamento de coque. O erro máximo obtido para o ajuste do perfil de temperatura foi de menos de 0,25%, uma condição operacional diferente da usada para o ajuste do modelo foi usado para verificar a representatividade do modelo e para esse caso o erro médio do perfil de temperatura foi de 1,48%. |
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BRITO, Romildo PereiraBRITO, R. PBrito, Romildo PereiraBrito, Romildo Pereirahttp://lattes.cnpq.br/5826366544754584VASCONCELOS, Luis Gonzaga SalesVASCONCELOS, L. G. S.Vasconcelos, L.G.Shttp://lattes.cnpq.br/9456860386065509RAMOS, Wagner BrandãoRAMOS, W. B.RAMOS, WAGNER BRANDÃOhttp://lattes.cnpq.br/1563787088122435FARIAS NETO, G. W.DE FARIAS NETO, G. W.http://lattes.cnpq.br/4795395176733951FARIAS NETO, Gilvan Wanderley de.Atualmente, a principal rota de produção de aço no mundo é a Basic Oxygen Furnace (BOF) que tem como seu principal processo o alto-forno. Além do minério de ferro, a segunda mais importante matéria prima usada nesse processo é o coque metalúrgico. O coque metalúrgico é produzido por um processo conhecido, popularmente, como coqueificação que é uma técnica de carbonização de uma determinada mistura de carvão. A carbonização dessa mescla de carvão é realizada através de aquecimento, na ausência de oxigênio. A principal tecnologia utilizada para a produção de coque metalúrgico no presente momento são as baterias by-products. Nos fornos desse tipo de bateria o calor é transferido por condução das câmaras de combustão para forno de coque. Dessa forma, o carvão assim que carregado e que entra em contato com a parede do forno já começa a receber energia e inicia o processo de transformação em coque. As principais variáveis medidas para o acompanhamento do processo são as temperaturas de algumas câmaras de combustão, pois uma vez que essas temperaturas estão acima da temperatura de coqueificação é possível estimar que carvão está sendo coqueificado. O coque ao ser removido do forno deve ser resfriado rapidamente ou então ser submetido a uma atmosfera inerte. Dessa forma, esse trabalho consiste em simular o processo de produção do coque metalúrgico através da modelagem de um forno de coque com suas câmaras de combustão, visando a otimização da curva de temperatura das câmaras de combustão, além de estudar a energia disponível no sistema de apagamento de coque. O erro máximo obtido para o ajuste do perfil de temperatura foi de menos de 0,25%, uma condição operacional diferente da usada para o ajuste do modelo foi usado para verificar a representatividade do modelo e para esse caso o erro médio do perfil de temperatura foi de 1,48%.Currently, the main steel production route in the world is the Basic Oxygen Oven (BOF), whose main process is the blast furnace. Besides iron ore, the second most important raw material used in this process is metallurgical coke. Metallurgical coke is produced by a process known, popularly, as coking which is a technique of carbonization of a particular coal mixture. The carbonization of this coal mixture is carried out by heating, in the absence of oxygen. The main technology used for the production of metallurgical coke at present is by-products batteries. In the furnaces of this type of battery the heat is transferred by conduction of the combustion chambers to the coke oven by means of conduction, that way, the coal as soon as it is charged and that it comes in contact with the wall of the furnace it begins to receive energy and starts the transformation process in coke. The main variables measured for the monitoring of the process are the temperatures of some combustion chambers, because once these temperatures are above the coking temperature it is possible to estimate which coal is being coking. Therefore, the coke when being removed from the oven must be cooled rapidly or exposed to an inert atmosphere. Thus, this work consists of simulating the metallurgical coke production process by modeling a coke oven with its combustion chambers, aiming at the optimization of the temperature curve of the combustion chambers, in addition to studying the energy available in the of coke. The maximum error obtained for the adjustment of the temperature profile was less than 0.25%, an operational condition different from that used for the model adjustment was used to verify the representativeness of the model and in this case the average error of the temperature profile was 1.48%.Submitted by Valdira Costa (valdiracosta@ufcg.edu.br) on 2019-06-18T12:53:11Z No. of bitstreams: 1 GILVAN WANDERLEY DE FARIAS NETO - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2019.pdf: 3951537 bytes, checksum: 97acc5b0796dca13f8f559001fa0c735 (MD5)Made available in DSpace on 2019-06-18T12:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GILVAN WANDERLEY DE FARIAS NETO - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2019.pdf: 3951537 bytes, checksum: 97acc5b0796dca13f8f559001fa0c735 (MD5) Previous issue date: 2019-03-25CapesUniversidade Federal de Campina GrandePÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFCGBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTEngenharia QuímicaCarvãoCoqueForno de CoqueificaçãoPerfil de TemperaturaCokeTemperature ProfileCoke OvenModelagem e simulação do processo de produção de coque metalúrgico.Modeling and simulation of metallurgical coke production process.2019-03-252019-06-18T12:53:11Z2019-06-182019-06-18T12:53:11Zhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/4403FARIAS NETO, Gilvan Wanderley. Modelagem e simulação do processo de produção de coque metalúrgico. 2019. 51 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, 2019. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/4403info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGORIGINALGILVAN WANDERLEY DE FARIAS NETO - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) CCT 2019.pdfGILVAN WANDERLEY DE FARIAS NETO - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) CCT 2019.pdfapplication/pdf2861745http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/4403/3/GILVAN+WANDERLEY+DE+FARIAS+NETO+-+DISSERTA%C3%87%C3%83O+%28PPGEQ%29+CCT+2019.pdfbd398a86be4d7cc2fd3bde86858c5dd0MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/4403/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufcg/44032022-12-12 14:34:14.84oai:localhost:riufcg/4403Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-12-12T17:34:14Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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