Por: andrielly moutinho knupp (Vale sA), Leandro Resinentti Zanon (vale), Rossano Augusto Nunes Pilon (VALE), Ana Paula Pacheco Buzatti (VALE), Renata Favalli (FCT), Ricardo de Paula Costa (FCT), Diego Biaseto Bernhard (FCT)
Resumo:
As emissões atmosféricas antropogênicas de NOx (óxidos de nitrogênio) são provenientes, principalmente, da queima de combustíveis fósseis a elevadas temperaturas. No processo industrial de pelotização, é utilizado o carvão mineral como um insumo de processo e o gás natural como combustível nos fornos, ambas as etapas do processo contribuindo para as emissões de NOx. A Vale S.A. possui uma meta de redução de 10% de toda emissão de NOx até 2030. Dado este cenário e o objetivo de redução das emissões de NOx na Unidade de Tubarão – Vitória, Espírito Santo/Brasil, foi proposto um estudo de caso para o desenvolvimento de um queimador com baixa emissão de NOx para fornos da pelotização. Para um melhor entendimento do processo de formação de NOx nos fornos de pelotização, bem como o que poderia ser feito para redução de NOx nas plantas existentes, uma série de cenários de modelagem CFD (Fluidodinâmica Computacional) foram estudados. Foram avaliados quatro cenários além do Caso Base, com queimadores de 4,9 MW operando com 3MW de gás natural, sendo considerada a injeção de água em diferentes vazões, tamanho das gotículas e ângulo de injeção. Para a modelagem CFD, foi utilizado um modelo geométrico integral de uma câmara de combustão. Em relação à simulação de NOx, foi considerado apenas a geração de NOx térmico, pois este é o principal mecanismo de formação de NOx em fornos de pelotização. A partir dos cenários modelados com a injeção de água, não foram observadas alterações significativas no formato da chama, conforme as isosuperfícies de monóxido de carbono (CO). Foi observada uma redução de até 50°C nas temperaturas de pico no núcleo da chama e uma faixa de redução de 30% a 50% na emissão de NOx.
