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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Redução das emissões de NOx na clinquerização pela utilização das técnicas de requeima e combustão estagiada
Authors: Pedro Lucas Gervasio Ladeira
First Advisor: Esly Ferreira da Costa Junior
Abstract: Problemas com emissões de poluentes são crescentes e leis de controle de emissão cada vez mais restritivas vem sendo publicadas. Nesse cenário, o abatimento das emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) tem se apresentado como um grande desafio, uma vez que estes compostos são causa de chuva ácida e smog fotoquímico, além de afetar a saúde humana e o meio ambiente de diversas formas. O presente estudo busca implementar formas de diminuir as emissões de NOx no processo de clinquerização, etapa central na fabricação de cimento em uma planta industrial existente e em operação, através do emprego das técnicas de requeima e combustão estagiada, escolhidas devido ao seu menor custo e alta eficácia na diminuição das emissões de NOx. Modelagem computacional (MI-CFD) é empregada no intuito de analisar os perfis de escoamento dentro do calcinador e antecipar os resultados obtidos por mudanças estruturais e operacionais, permitindo reduzir o número de testes baseados em tentativa e erro no reposicionamento de combustores no reator. A modelagem foi realizada pela Empresa Cinar Ltd (Souza, 2017) e o trabalho de otimização foi fruto do trabalho conjunto entre a Cinar e o Cliente. O calcinador em estudo é do tipo em linha, onde três diferentes mudanças foram propostas e analisadas. Uma alteração estrutural e operacional foi escolhida e implementada, aplicando a técnica de requeima e combustão estagiada para mitigar a geração de NOx. Da inspeção dos resultados finais do trabalho, demonstrou-se que a escolha das técnicas de requeima e combustão estagiada para o abatimento do NOx foi acertada, já que a unidade conseguiu reduzir as emissoes de NOx em aproximadamente 40% em relação à situação original.
Abstract: Pollutant emission issues are growing, and more strict emission controls laws are being reinforced. In this scenario, nitrogen oxide (NOx) emission abatement is presenting itself as a major challenge, as these components cause acidic rain and photochemical smog, also affecting human health and the environment in many ways. This work aims to implement mechanisms to reduce NOx emissions in the clinkerization process, the heart of the cement manufacture in an existing and operating cement plant, by the employment of reburn and staged combustion techniques, chosen due to their low cost and high effectiveness on NOx emission reduction. Computational Fluid Dynamics (MI-CFD) is used to analyze flow profiles inside the calciner and to anticipate the results obtained after operational and structural modifications, allowing to reduce the number of tests based on trial and error when repositioning the combustors in the vessel. CFD was done by Cinar Ltd (Souza, 2017) and the optimization work was result of the joint effort of both Cinar and the Client. The calciner in this study is an in-line type, and three modifications were simulated and analyzed. A modification is to be chosen and implemented, apply reburn and staged combustion, in order to mitigate NOx generation. From the inspection of the work outcomes, the choice of reburning and staged combustion techniques to abate NOx seems has shown to be accurate, as the plant was able to reduce NOx emissions in about 40% from the baseline.
Subject: Dinâmica dos fluidos computacional
Óxidos de nitrogênio
Engenharia quimica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BCTLYH
Issue Date: 22-Mar-2019
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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