Navegando por Autor "Usui, Tateo"
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Item Estudo da viabilidade econômica do biogás em usinas siderúrgicas.(2016) Calixto, Kerlly Oliveira; Assis, Paulo Santos; Usui, Tateo; Assis, Carlos Frederico Campos de; Murta, Jorge Luiz Brescia; Martins, Máximo EleotérioNos últimos 100 anos tem se verificado o aumento das emissões de gases poluentes para a atmosfera. O atual desenvolvimento industrial trouxe consigo o acréscimo da poluição, e junto com ela a necessidade de se encontrar formas de mitigação. Países tecnologicamente desenvolvidos como os Estados Unidos e a China são líderes mundiais na produção de gases de efeito estufa. Uma solução encontrada nos últimos anos para reduzir o efeito de estufa foi o uso de materiais orgânicos como fonte de energia alternativa, como por exemplo, o uso da biomassa, que pode ser usada em muitas aplicações, devido a sua capacidade de se transformar em vários tipos de energia, como por exemplo, calor e eletricidade. Este estudo contempla o biogás, que é um tipo de combustível gasoso produzido através da digestão anaeróbia da matéria orgânica. Devido à grande quantidade de metano encontrado na composição de biogás, aproximadamente 70%, ele pode ser comparado com o gás natural, que é um composto gasoso com cerca de 90-100% de metano e é amplamente utilizado na indústria de aço, como combustível auxiliar na produção de ferro-gusa. O estudo do biogás como combustível auxiliar se deve ao fato do biogás possuir características muito semelhantes ao gás natural, sendo assim um caminho para se ganhos econômicos e ambientais através do seu uso. Diferentes pesquisas no Brasil, onde foram analisadas as emissões de CO2 para a atmosfera, foi observado um importante papel desempenhado pelo segmento de aços e do setor industrial nacional nas emissões de CO2, que juntamente com produção pecuária no Brasil, tem ajudado a aumentar ainda mais a taxas de emissão de CO2. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo comparativo entre a injeção de biogás e gás natural, onde se estudou a viabilidade técnica do biogás, em seguida, o principal objetivo, estudar a viabilidade econômica de biogás em usinas siderúrgicas. As simulações de viabilidade técnica foram feitas através de um programa de computador e assim obteve-se a melhor taxa de injeção de biogás para a operação do alto-forno. Para o estudo de viabilidade econômica foi construída uma série uniforme de custos e investimentos e se comparou entre três cenários qual seria o mais viável. Chegou-se a conclusão que o projeto viável seria o cenário onde a fazenda de biogás ficaria ao lado da usina siderúrgica, eliminando os custos com logística.Item Evaluation of carbonisation gas from coal and woody biomass and reduction rate of carbon composite pellets.(2018) Usui, Tateo; Konishi, Hirokazu; Ichikawa, Kazuhira; Ono, Hideki; Kawabata, Hirotoshi; Pena, Francisco B.; Souza, Matheus H.; Xavier, Alexandre A.; Assis, Paulo SantosCarbon composite iron oxide pellets using semichar or semicharcoal were proposed from the measured results of the carbonisation gas release behaviour. The carbonisation was done under a rising temperature condition until arriving at a maximum carbonisation temperature Tc,max to release some volatile matter (VM). The starting point of reduction of carbon composite pellets using semicharcoal produced at Tc,max = 823 K under the rising temperature condition was observed at the reduction temperature TR = 833 K, only a little higher than Tc,max, which was the aimed phenomenon for semicharcoal composite pellets. As Tc,max increases, the emitted carbonisation gas volume increases, the residual VM decreases, and, as a whole, the total heat value of the carbonisation gas tends to increase monotonically. The effect of the particle size of the semicharcoal on the reduction rate was studied. When TR is higher than Tc,max, the reduction rate increases, as the particle size decreases. When TR is equal to Tc,max, there is no effect. With decreasing Tc,max, the activation energy Ea of semicharcoal decreases. The maximum carbonisation temperature Tc,max may be optimised for reactivity (1/Ea) of semicharcoal and the total carbonisation gas volume or the heat value.Item Experimental analysis of injecting different blends of biomass materials and charcoal in a blast furnace.(2020) Assis, Carlos Frederico Campos de; Leal, Elisângela Martins; Assis, Paulo Santos; Nascimento, Leandro Miranda; Konishi, Hirokazu; Usui, TateoThis paper aims to study the possibility of using charcoal, rice husk, sugarcane bagasse, coffee husk, eucalyptus bark and elephant grass and their blends as materials for blast furnace fuel injection. However, any blast furnace fuel must satisfy all the stringent quality requirements such as combustibility, calorific value and ash content. Elaborate processing is also necessary for flowability of the dry pulverized fuel produced from the biomass materials. These properties are evaluated in laboratory by an experimental simulator. The analysis showed the technical feasibility of biomass as an alternative fuel for the blast furnace process, which can contribute as a new energy source. This technique may be one approach to reduce the cost to the steel company by the partial replacement of the fuel materials like coke, and bring further advantages such as the reduction of greenhouse gas generation and obtain carbon credits.Item Gaseous reduction model for sinter in consideration of calcium ferrite reaction process (unreacted-core shrinking model for six interfaces).(2014) Usui, Tateo; Nakamuro, Yasuhiro; Nishi, Masahiro; Naito, Masaaki; Ono, Hideki; Assis, Paulo SantosReducible oxides containing iron in iron ore sinter are hematite, magnetite and quaternary calcium ferrite (abbreviated by CF), which is the complex crystalline mineral produced from Fe2O3, CaO, SiO2 and Al2O3. Equilibrium diagram for CF reduction with CO–CO2 gas mixture is a little but significantly different from the one for pure iron oxides. In previous analyses for reduction reaction of iron oxides in a blast furnace, however, sinter has been treated as pure iron oxides; existence of CF has been ignored. Reduction steps for CF can be written as CF(= ‘Fe2O3’) ‘Fe3O4’ ‘FeO’ ‘Fe’, which are much the same as pure iron oxides, where ‘Fe2O3’, ‘Fe3O4’, ‘FeO’ and ‘Fe’ designate hematite, magnetite, wustite and iron stages of CF, respectively. However, a reported variation of gas composition with temperature measured in a blast furnace shows that the gas composition in the thermal reserve zone is a little higher than the wustite/iron equilibrium, the reduction potential of which is less than that of ‘FeO’/‘Fe’ equilibrium and hence ‘FeO’ cannot be reduced to ‘Fe’. In the present work, therefore, gaseous reduction model for sinter is developed in consideration of CF reaction process; unreacted-core shrinking model for six interfaces is proposed to take into account reaction processes of CF as well as pure iron oxides. Trial comparison of the calculated reduction curve with our previously reported experimental data under simulated blast furnace conditions shows rather good agreement.