Novas tecnologias na siderurgia

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ufmg – universidade federal de minas gerais |
Trabalho de Siderurgia |
Heat Recovery – HPS – Pelotas em Redução Direta – Processo Tecnored |
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Marcel Benjamim Nunes Couto |
11/1/2013 |

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Processo Heat Recovery de produção de coque

O processo de coqueificação consiste na transformação do carvão mineral em coque através de aquecimento em ausência de oxigênio.
O carvãovegetal é uma massa compacta, estratificada, proveniente da deterioração de matérias vegetais as quais passaram por vários estágios de decomposição conseqüente de ações geológicas que provocaram modificações em suas propriedades físicas e químicas.
Nem todos os carvões minerais são coqueificáveis. Isto depende de seu comportamento quando aquecido em ausência de ar. Se ele amolece e eventualmente sesolidifica em massa aproximadamente sólida, ele é coqueificável.
As principais etapas da coqueificação são:
* Perda de umidade
* Desvolatilização primária
* Fluidez
* Inchamento
* Ressolidificação
* Desvolatilização secundária
A tecnologia Heat Recovery aproveita o calor gerado nos fornos de coqueificação, transformando-o em vapor e/ou eletricidade através de geradores devapor a calor recuperado e turbinas a vapor. A Sun Coke Energy, empresa siderúrgica americana, foi pioneira nesse tipo de tecnologia.
Nos fornos de coqueificação da Sun Coke Energy, o carvão é separado em carbono em estado sólido e material volátil. Sendo assim o material volátil é destruído através de combustão com oxigênio, gerando calor que é aproveitado para gerar energia elétrica, além deaquecer os refratários dos fornos de coqueificação.
O processo Heat Recovery acontece da seguinte maneira. Carvão mineral e carregado no forno. Imediatamente após a carga, o carvão absorve o calor do material refratário ao seu redor. O material volátil contido no carvão é retirado do leito de carvão e queimado, transferindo o calor da combustão de volta ao material refratário. fonte:www.suncoke.com.br
Figura 1 Forno de coqueificação do Heat Recovery

A combustão parcial de material volátil ocorre na coroa do forno, acima do leito. Em seguida, os gases são succionados para dentro de soleflues situados abaixo do piso do forno, onde se introduz mais ar para completar a combustão. Isso permite uma carbonização a taxas iguais do topo para o fundo do leito. O material refratário não ganhanem perde calor durante um ciclo normal de coqueificação. Esta característica permite ao forno da SunCoke Energy ser uma operação autosustentável, sem necessidade de combustível auxiliar.

Voláteis liberados durante a etapa de desvolatilização, como o Benzeno e outros potenciais poluentes sofrem uma completa combustão no interior dos fornos da coqueria, eliminando a necessidade de uma plantapara processamento de subprodutos químicos e disposição de rejeitos perigosos. Os canais da soleira e dutos de gás proporcionam tempo e temperatura suficientes, juntamente com a turbulência necessária para assegurar a completa destruição de todos os compostos orgânicos, gerando gases inertes.
A pressão negativa de operação dos fornos da SunCoke Energy succiona ar para dentro dos fornos, através deaberturas existentes nas portas de cada forno e nos canais da soleira. A movimentação desse ar através do forno maximiza a temperatura.

Uma coqueria com capacidade para um milhão de toneladas de coque por ano tem capacidade para gerar aproximadamente 100MW de eletricidade.

Por operar com pressões negativas e fazer combustão completa dos voláteis, a coqueria Heat Recovery reduz bastante osprejuízos em termos de poluição. Além disso, quando comparada com a tecnologia convencional de coqueificação, apresenta baixo consumo de água e 100% da água é reutilizado no processo como agente de extinção de coque, não gerando assim, nenhum efluente industrial.

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