Jaderson R. Ilídio1; Lucas G. L. Silva1; Tiago L. Oliveira2; Carlos F

Apresentação em tema: "Jaderson R. Ilídio1; Lucas G. L. Silva1; Tiago L. Oliveira2; Carlos F"— Transcrição da apresentação:

1 USE OF ELEPHANT GRASS AS RENEWABLE ENERGY RESOURCE IN ELECTRIC STEELMAKING.
Jaderson R. Ilídio1; Lucas G. L. Silva1; Tiago L. Oliveira2; Carlos F. C. Assis3; Paulo S. Assis4 1. Aluno de engenharia metalúrgica, Escola de Minas – UFOP, MG, Brasil; 2. Aluno de pós-graduação, REDEMAT - UFOP, Professor do CEFET Itabirito, MG, Brasil; 3. Aluno de doutorado, REDEMAT – UFOP. MG, Brasil, Professor do CEFET Timóteo, MG, Brasil; 4. Professor Titular na REDEMAT e UFOP – Escola de Minas. Professor Honorário na HUST, China. Pesquisador do CNPq. Conselheiro da EcoEnviroX, MG, Brasil Universidade Federal de Ouro Preto (Ufop), Ouro Preto - Minas Gerais - Brasil Introdução Este trabalho consiste em um estudo de viabilidade da utilização do Capim Elefante para geração de energia elétrica suficiente para se operar um Forno Elétrico a Arco (FEA), fazendo uma comparação com o uso do Gás Natural. O Capim Elefante (Pennisetum purpureum) é uma gramínea de alta produtividade ( t.m.s/ha/ano) e eficiência na assimilação do CO2 atmosférico, com elevado poder calorífico (4.100kcal/kg, na forma briquetada) e baixo custo (R$0,20/kg). Objetivos Quantificar a produção de energia elétrica a partir do uso de biomassa e estudar a cogeração em usinas siderúrgicas através de um estudo de revisão bibliográfica e cálculos teóricos. Materiais e Métodos O estudo foi feito com base na alimentação da caldeira com briquete de capim elefante para gerar energia elétrica, e utilizando a fumaça de chaminé para injeção dentro do FEA. O esquema pode ser visto no fluxograma a seguir: A potência estimada para cálculo foi de 1800MJ/h, que é suficiente para produção de 100 toneladas de aço em uma hora. Para a relação ar/combustível obtivemos uma referência de 30% em excesso de ar atmosférico para a completa reação, e o cálculo foi feito segundo as reações estequiométricas de combustão do C, H e S, formando CO2, H2O e SO2. A análise elementar do Capim foi feita pelo Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento da Usiminas. Resultados e Discussões Uma desvantagem do uso do Gás Natural é que, conforme a ANEEL, a previsão deste acabar, aqui no Brasil, é de aprox 32 anos. O conceito do uso de biomassa para geração de energia já foi implementado no Brasil, em Ribeirão Preto, a PIE-RPTermoelétrica S/A tem capacidade de instalação de 27,8MW, além de outras que utilizam diversas biomassas, como exemplo a Sikué Bioenergia S/A, que utiliza o Capim Elefante para produção de 30MW de energia. Conclusões Nota-se claramente que é vantajoso o uso do Capim Elefante como substituto do Gás natural para a geração de energia, e ainda é necessário salientar outras vantagens que a biomassa oferece, para o caso da injeção, como: Acréscimo de energia térmica ao FEA; Auxílio na redução do ferro; Espumação da escória; Melhoras quanto ao desgaste de refratários e eletrodos; Aquecimento dos pontos frios; Diminuição no tempo de corrida; Redução do gasto de energia elétrica; Redução ou extinção do uso de Gás natural para injeção; Tabelas II e III: Informações para a produção de energia elétrica com queima de Capim Elefante e Gás Natural. Figura 1: Capim Elefante, crescimento. Figura 3: Capim Elefante. Tabelas Vi e VII: Vazão e Custo de Capim Elefante e Gás Natural para geração de 1800MJ/h de Energia elétrica. Figura 2: Briquetes de Capim Elefante Figura 5: Gráfico comparativo entre custo dos combustíveis Os cálculos das quantidades de biomassa e gás natural consumidos foram feitos a partir da Primeira Lei da termodinâmica, segundo a seguinte fórmula, e usando-se o ciclo de Rankine como base para o rendimento, que é de 33%. Onde: Potência Elétrica Gerada Vasão Mássica (ou volumétrica) Rendimento do Ciclo Figura 4: Fluxograma da produção de energia elétrica via cogeração: Trabalho Código 22833