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Título: Emprego da minimização da energia de Gibbs para predizer a composição dos gases de exaustão oriundos de uma caldeira que utiliza como combustíveis subprodutos gerados na indústria siderúrgica
Autor(es): Turetta, Leticia Fabri
Orientador: Costa, Andréa Oliveira Souza da
Data do documento: 26-Fev-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O desenvolvimento da indústria siderúrgica fez aumentar a demanda de energia, exercendo forte influência sobre a utilização dos recursos energéticos. O aproveitamento energético é de extrema importância, pois possibilita ao setor siderúrgico reduzir consideravelmente os seus custos. No processo siderúrgico, são produzidos quatro subprodutos com elevada capacidade de geração de energia. Os subprodutos produzidos são direcionados às centrais termoelétricas e usados como combustíveis para a geração de energia elétrica. Neste trabalho é proposta uma modelagem para a predição da concentração de equilíbrio das espécies químicas presentes na fornalha de uma caldeira siderúrgica instalada em uma central termoelétrica. A técnica empregada consiste na minimização da energia de Gibbs do meio reacional presente na fornalha da caldeira siderúrgica, equipamento da central termoelétrica da planta industrial. O problema de otimização foi proposto definindo assim a função objetivo e as restrições a serem resolvidas empregando-se o programa comercial Matlab® . A solução do problema de otimização resultante possibilita a descrição da composição de saída dos gases de exaustão. Neste trabalho foi possível avaliar o impacto das alterações na vazão de alimentação de ar e temperatura de operação na composição dos gases de exaustão. A metodologia aplicada é capaz de reproduzir satisfatoriamente as informações fornecidas pela indústria e obtidas na literatura, que descrevem a combustão dos subprodutos da indústria siderúrgica.
The development of the steel industry has increased energy demand, exerting strong influence on the use of energy resources. The utilization energetic is extremely important because it enables the steel industry greatly reduce their costs. In the steelmaking process, they are produced four by-products with high capacity for energy generation. The produced by-products are directed to thermoelectric plants and used as fuel for the generation of electricity. In this work it proposed a modeling for the prediction of the equilibrium concentration of the chemical species present in the furnace of a steel boiler installed in a thermoelectric plant. The employed technique consists of the minimization of the Gibbs energy of the reaction medium present in the furnace of steel boiler equipment on the thermoelectric central plant. The optimization problem was proposed, by defining thus the objective function and restrictions to be resolved employing the commercial software Matlab® . The solution of the optimization problem resultant provides the description of composition output of the exhaust gases. This work it was possible to evaluate the impact of changes in air feed flow rate and operating temperature of the composition of the exhaust gases. The applied methodology is able to reproduce satisfactorily the information provided by industry and obtained in the literature, that describe the combustion of the byproducts on the steel industry by-products.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/5114
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