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Title: Potencial de utilização do Biogás como combustível auxiliar em altos fornos brasileiros.
Authors: Martins, Máximo Eleotério
metadata.dc.contributor.advisor: Assis, Paulo Santos
Keywords: Gases do efeito estufa
Indústria siderúrgica - ecologia
Ecologia industrial
Issue Date: 2017
metadata.dc.contributor.referee: Assis, Paulo Santos
Silva, Guilherme Liziero Ruggio da
Assis, Carlos Frederico Campos de
Murta, Jorge Luiz Brescia
Sardi, Jaime Antônio
Citation: MARTINS, Máximo Eleotério. Potencial de utilização do Biogás como combustível auxiliar em altos fornos brasileiros. 2017. 143 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2017.
Abstract: A Ecologia Industrial representa a inter-relação propondo uma visão total do sistema e uma troca simbiótica de matéria e energia diminuindo os impactos negativos dessas atividades, mesmo em segmentos distintos como a pecuária e a metalurgia. A pecuária é uma atividade que altera significativamente as condições ambientais, principalmente quando utilizada na produção intensiva, onde a alimentação fornecida é industrial e a quantidade de excrementos sólidos rejeitados pela digestão é grande. Os resíduos podem ser tratados e reutilizados através da fermentação anaeróbica em biodigestores, produzindo o biogás, um combustível gasoso com um conteúdo energético elevado semelhante ao gás natural, composto, principalmente, por hidrocarbonetos de cadeia curta e linear. A metalurgia já utiliza a tecnologia de injeção de combustível auxiliar em altos-fornos. Os combustíveis mais utilizados são o gás natural e o carvão pulverizado, por issoo objetivo desse estudo é avaliar o potencial brasileiro de utilização do biogás pecuário em substituição à importação de gás natural trazendo vantagens sociais, econômicas e ambientais. Dentre elas, destacam-se a criação de fonte de renda em pequenas cidades, ao menor custo de investimento e do produto em comparação ao gás natural, a diminuição do uso de combustíveis fósseis e da emissão de gases de efeito estufa, além da produção de fertilizantes como subproduto nos biodigestores. Para esse estudo foram analisadas as características do biogás produzido pelos dejetos bovinos e suínos. O biogás derivado dos dejetos bovinos foram produzidos em laboratório em biodigestores de menor escala. O biogás de dejetos suínos além de sua produção em laboratórios foi realizado o acompanhamento em uma granja na região de Oratórios, MG. A viabilidade técnica do comportamento do biogás no alto forno foi realizada por simulações computacionais e para o planejamento energético e estudo de viabilidade do transporte do biogás, avaliou-se a região de Urucânia e Oratórios, no Estado de Minas Gerais, propondo assim a criação de uma Rede Industrial Ecológica. Os resultados apontaram que o biogás apresenta viabilidade técnica para ser utilizado como combustível auxiliar em alto forno e que o transporte mais viável para essa realização é a construção de gasoduto. A avaliação apontou que apenas 15% do rebanho nacional de suínos já possui o poder calorífico suficiente para a demanda de gás natural no setor. Logo, com a efetivação da pesquisa, além dos ganhos sociais, a atividade deixaria de enviar para a atmosfera 46.280,81 CH4t/ano e 89.648,81CO2t/ano, principais gases responsáveis pelo efeito estufa.
metadata.dc.description.abstracten: The Industrial Ecology represents the interrelation that proposing a total vision of the system and a symbiotic exchange of matter and energy, reducing the negative impacts of these activities, even in distinct segments such as livestock and metallurgy. Livestock is an activity that significantly alters environmental conditions, especially where intensive production is used, where the feed supplied is industrial and the amount of waste discarded by digestion of the animals is larger. The waste can be treated and reused through anaerobic fermentation in biodigesters, producing biogas, a gaseous fuel with a high energy content similar to natural gas, composed mainly of short chain and linear hydrocarbons. Metallurgy already uses auxiliary fuel injection technology in blast furnaces, the most commonly used fuels are natural gas and pulverized coal. The purpose of this study is to evaluate the Brazilian potential for the use of biogas in cattle, replacing the importation of natural gas Social, economic and environmental advantages. Among them, the creation of a source of income in small cities, the lower cost of investment and the product compared to natural gas, the reduction of fossil fuel use and the emission of greenhouse gases, besides the production of Fertilizer as a by-product in biodigesters. For this study the characteristics of biogas produced by bovine and swine manure were analyzed. Biogas derived from bovine manure were produced in the laboratory in smaller scale biodigesters. The biogas of swine manure in addition to laboratory production was carried out on a farm in the region of Oratórios, MG. The technical feasibility of the biogas behavior in the blast furnace was performed by computational simulations and for the energy planning and feasibility study of the biogas transport, we evaluated the Urucânia and Oratórios region, Minas Gerais, thus proposing the creation of an Industrial Network Ecological. The results indicated that biogas presents technical feasibility to be used as auxiliary fuel in blast furnace and that the most feasible transport for this accomplishment is the construction of pipeline. The evaluation pointed out that only 15% of the national herd of pigs already has sufficient calorific power for the demand of natural gas in the sector. Therefore, with the effectiveness of the research, besides the social gains, the activity would not send 46,280.81 CH4 t / year and 89,648.81 CO2 t / year, the main gases responsible for the greenhouse effect.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/8046
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 06/06/2017 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite a adaptação.
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