Modelagem de um termoacumulador para reaproveitamento dos gases de exaustão em uma usina siderúrgica
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNESP |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11449/216389 |
Resumo: | Steelmaking is an energy-intensive industrial sector, characterized by the reduction of iron ore, melting of raw materials, and refining of liquid steel. During steel production, large volumes of exhaust gases are released, representing a significant potential for heat recovery in steelmaking processes and minimizing greenhouse gas emissions into the atmosphere. The present work aims to evaluate and optimize the behavior of a thermal accumulator based on a PCM material (Phase Change Material) for heat recovering use of the exhaust gases of an electric arc furnace (EAF) in a Steel Plant in the region of Vale do Paraiba, using ANSYS Fluent software. A comparative analysis was carried out between thermal accumulation arrangements from crossed flow in aligned and alternate cylinders encapsulated with a commercial PCM, to damp the transient effect of the exhaust gases and use them in a bottoming cogeneration plant. The results show that the aligned modeling is an option to damp the off gases’ temperature, resulting in 3,90 MW of electric power. |
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Modelagem de um termoacumulador para reaproveitamento dos gases de exaustão em uma usina siderúrgicaModeling of a thermoaccumulator for exhaust gas recovery in a steel mill plantThermal acumulationHeat recoveryCogenerationMini-millTermoacumulaçãoAproveitamento energéticoCogeraçãoSiderurgiaPCMAproveitamento energéticoUsinas siderúrgicasEnergia elétrica e calor - CogeraçãoSteelmaking is an energy-intensive industrial sector, characterized by the reduction of iron ore, melting of raw materials, and refining of liquid steel. During steel production, large volumes of exhaust gases are released, representing a significant potential for heat recovery in steelmaking processes and minimizing greenhouse gas emissions into the atmosphere. The present work aims to evaluate and optimize the behavior of a thermal accumulator based on a PCM material (Phase Change Material) for heat recovering use of the exhaust gases of an electric arc furnace (EAF) in a Steel Plant in the region of Vale do Paraiba, using ANSYS Fluent software. A comparative analysis was carried out between thermal accumulation arrangements from crossed flow in aligned and alternate cylinders encapsulated with a commercial PCM, to damp the transient effect of the exhaust gases and use them in a bottoming cogeneration plant. The results show that the aligned modeling is an option to damp the off gases’ temperature, resulting in 3,90 MW of electric power.A siderurgia é um setor industrial caracterizado pelo uso intensivo de energia em processos de redução de minério de ferro, fusão de matérias-primas e refino de aço líquido. Durante a produção do aço, grandes volumes de gases de exaustão são liberados, de modo a representar expressivo potencial para recuperação de calor em processos siderúrgicos e minimização de emissões de gases do efeito estufa na atmosfera. O presente trabalho tem como objetivo avaliar e otimizar o comportamento térmico de um termoacumulador baseado em material do tipo PCM (Phase Change Material) para aproveitamento energético dos gases de exaustão de um forno elétrico a arco (FEA) em uma Usina Siderúrgica da região do Vale do Paraíba, com o auxílio do software ANSYS Fluent. Foi realizada uma análise comparativa entre arranjos de termoacumulação a partir de escoamento cruzado em cilindros alinhados e alternados encapsulados com um PCM comercial, de modo a amortecer o efeito transiente dos gases de exaustão e utilizá-los em um ciclo bottoming de cogeração. Os resultados obtidos indicaram que a modelagem em arranjo alinhado é uma opção para amortecimento da temperatura dos gases, de modo a gerar 3,90 MW de potência elétrica.Não recebi financiamentoUniversidade Estadual Paulista (Unesp)Matelli, José Alexandre [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Santos, Fabio Camilo Unterman2022-02-08T12:22:06Z2022-02-08T12:22:06Z2021-08-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11449/216389porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESP2024-01-25T06:29:14Zoai:repositorio.unesp.br:11449/216389Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-05T23:54:11.764357Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false |
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