Maximização da eficiência de dessulfuração do gusa líquido num reator Kanbara.

Abstract

Neste estudo procurou-se avaliar o comportamento metalúrgico de um Reator Kanbara (KR) no que se refere à dessulfuração. Nestes reatores a velocidade do processo depende fortemente do grau de dispersão do reagente no metal líquido, de modo que foi determinada a influência dos principais parâmetros operacionais, que são: profundidade de imersão, velocidade de rotação, geometria e excentricidade do impulsor sobre a taxa de dispersão do agente dessulfurante no gusa líquido. Para tanto utilizou-se um modelo físico em escala 1:7 de um reator industrial de 315 toneladas. Menores profundidades de imersão e maiores velocidades de rotação do agitador mecânico, aumentam a taxa de dispersão das partículas dessulfurantes; maior a diferença de densidade entre partículas e banho menor o grau de dispersão; estas influências foram quantificadas, tal como aquela da descentralização do impulsor. As limitações para que se alcance um maior grau de dispersão e logo de velocidade de dessulfuração estão relacionadas à taxa de respingos e projeções dos particulados, os quais devem ser mínimos, pois geram danos à segurança operacional. Foram conduzidas simulações numéricas via CFD (Computational Fluid Dyamics) do processo de dispersão, os quais produziram resultados comparáveis aos do modelo físico. Sob condições industriais, prevê-se que o coeficiente de transferência de massa apresente forte dependência com a velocidade de rotação e descentralização do agitador mecânico. Nota-se também que a distribuição de valores de coeficiente de transferência de massa não é uniforme ao longo do reator, os maiores valores se concentrando nas regiões à frente das palhetas do impulsor. Apesar da evidente não uniformidade da dispersão de partículas dessulfurantes e de coeficientes de transferência de massa, dados relativos a mais de 600 corridas industriais foram analisados utilizando-se um modelo macroscópico o qual assume distribuição espacial uniforme destas variáveis. Existe boa concordância entre resultados industriais e aqueles previstos pelo modelo, de modo que este pode ser utilizado para análises exploratórias.