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dc.contributor.advisorAssis, Paulo Santospt_BR
dc.contributor.authorOliveira, Tiago Luís-
dc.date.accessioned2013-07-04T12:51:03Z-
dc.date.available2013-07-04T12:51:03Z-
dc.date.issued2013-
dc.identifier.citationOLIVEIRA, T. L. Análise energética e exergética de biomassas como fonte energética sustentável em um forno elétrico a arco. 2013. 126 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2013.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3042-
dc.description.abstractO objetivo geral deste trabalho foi investigar a substituição do gás natural por briquetes de bagaço de cana, casca de arroz, casca de café e capim elefante como fonte energética em um forno elétrico a arco. O objetivo específico foi comparar a produção de energia elétrica feita por cogeração com a tecnologia de injeção de combustível em lanças de um forno elétrico a arco, por meio de uma pesquisa realizada tendo como referência uma análise energética e exergética de uma micro central de cogeração, que produziu 1.102,0kW de energia elétrica, consumindo 11.285,0kg/h de vapor, utilizando como combustível, produtos e subprodutos da carbonização de madeira reflorestada. Realizou-se uma pesquisa sobre as melhorias e as novas tecnologias para produção de aço em fornos elétricos a arco, como o tempo de corrida e a injeção direta de combustíveis, uma vez que, no balanço energético, 52% da energia total são gastos com energia elétrica e 33% com injeção de gás natural. O tempo de corrida (tap-to-tap) foi em média de 60 minutos para produzir 100 toneladas de aço, consumindo 50MW de energia elétrica. A injeção de combustível na carga metálica (DRI: Direct Reduction Iron - ferro esponja) promoveu a metalização do FeO, atuando como agente redutor, diminuindo em até 1019kWh o consumo de energia elétrica por tonelada de aço. Procurou-se assim estudar, analisar e comparar os briquetes de biomassas: bagaço de cana, casca de arroz, capim elefante e casca de café, com o gás natural na aciaria elétrica, utilizados de duas formas: forma indireta, queimados em uma caldeira no sistema de cogeração e de forma direta, injetados em queimadores oxi combustíveis no forno elétrico a arco, sendo que algumas das características das biomassas foram avaliadas através de análise imediata e análise química elementar para calcular o consumo de combustíveis. Os resultados mostraram que o consumo de combustíveis na injeção foi 9,62% em relação ao consumo dos mesmos na cogeração. Os balanços energético e exergético, do sistema de cogeração, determinaram 3544kW de irreversibilidades nos equipamentos para gerar 500kWh, ao passo que a cada 1% de metalização do ferro-esponja, feita por injeção, houve redução de 10,4kWh/t de aço no consumo de energia elétrica. Concluiu-se que o gás natural pode ser substituído pelas biomassas analisadas em ambas as formas, direta ou indireta, tendo o capim elefante como a biomassa mais rentável e que a injeção foi mais eficiente do que a cogeração para a produção de 1 tonelada de aço.pt_BR
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.publisherPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.subjectBagaço de canapt_BR
dc.subjectCafé - cascaspt_BR
dc.subjectArroz - cascaspt_BR
dc.subjectCapim elefantept_BR
dc.subjectFornos elétricospt_BR
dc.titleAnálise energética e exergética de biomassas como fonte energética sustentável em um forno elétrico a arco.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
dc.description.abstractenThe aim of this work was to investigate the replacement of natural gas by briquettes bagasse, coffee husk, rise husk and elephant grass as a sustainable energy source in a electric arc furnace. The specific objective was to compare the production of electricity made by cogeneration technology and fuel injection lances in an electric arc furnace by means of a survey, with reference to energy and exergy analysis of a micro cogeneration plant to produce 1102kW of electricity, consuming 11285kg/h of steam, using as fuel products of carbonization reforested wood. There was a research on improvements and new technologies for steel production in electric arc furnace with tap to tap and the direct fuel injection, once in the energy balance, 52% of the total energy are spent with electricity and 33% with natural gas injection. The tap to tap was on average 60 minutes to produce 100 tons of steel and consumption of 500kWh of electricity. Fuel injection in metallic load (DRI- Direct reduction iron), promoted the metallization of FeO acting as reducing agent, reducing by up to 1019kW electric power consumption per ton of steel. It was so study, analyze and compare the biomass briquetes: bagasse, coffee husk, rise husk and elephant grass with natural gas in electric steelmaking, in two ways: indirectly, burned in a boiler in the cogeneration system and directly injected into oxy fuel burners in electric arc furnace, were some of the characteristics of biomass were assessed through immediate and elementary analysis to calculate fuel consumption. The results showed that the fuel consumption in the injection was 9.62% compared to the consumption in cogeneration. The energy and exergy balance, cogeneration system, determined 3544kW of irreversibilities in equipaments to generate 500kWh, while that for each 1% of metallization of direct reduction iron had an economy of 10.4kWh/t of steel in electric power consumption. It was concluded that the natural gas can be replaced by biomass analyzed in both forms, directly or indirectly, with the elephant grass such as the biomass more profitable and that the injection was more efficient than the cogeneration to produce 1 ton of steel.-
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