Análise numérica da eficiência de separação gás-líquido do lavador de gás da Arcelormittal Monlevade

• Main Author: Hugo Leonardo de Freitas
• Other Authors: Rudolf Huebner
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2012
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-92EJJE

=== The steel production process results in the generation of gases charged with solid particles, current environmental legislation does not allow disposal of these gases into the atmosphere without treatment and particles concentration above the emission limits. For the treatment of gases generated in the ArcelorMittal Monlevade Converters LD there is a system that collect and clean the gases, this system passed through arevamp in order to attend the improvement of the converters nominal production capacity and the particle emission limits established by environmental law. However this project a component of this system, called droplet separator was not modified, this component is responsible for the process of gas-liquid separation, a low efficiency in this process results in operational and maintenance problems in the exhaust system,because the moisture present in the gas also carries dissolved particles that build up on the fan impeller. During the normal production cycle the fan operates varying the exhaust system pressure continuously, this condition over time causes the detachment of material fixed on the walls and blades of the impeller, this situation leads to unbalancing the impeller. When this situation occurs it is necessary to stop the production process and to clean the impeller by water high pressure jet, this operation takes about six hours, and it must be performed on average every 15 days, representing a significant annual production loss. The objective of this work is to study the gas-liquid droplet separator efficiency and propose modifications to this equipment that promote an efficiencyincrease this gas cleaning system component. The methodology used is the fluid dynamic modeling and numerical simulation of the equipment considering the equipment original situation with its process conditions and two proposals for improving the gas-liquid separation efficiency. The results show that it is possible to obtain an increasing of the gas-liquid separation efficiency about 25% for the first proposal, and 28% for the second proposal. From these results we can conclude that the aim set for the work was reached. === O processo de produção de aço tem como consequência a geração de gases carregados de partículas sólidas. Atualmente, a legislação ambiental não permite o descarte desses gases na atmosfera, sem tratamento e com concentração de partículas acima dos limites de emissão estabelecidos. Para o tratamento dos gases gerados no processo LD da ArcelorMittal Monlevade existe um sistema de coleta e limpeza de gás que passou por repotenciamento de modo a atender o aumento de capacidade nominal de produção dos convertedores e aos limites de emissão estabelecidos pela legislação. Entretanto, nesse projeto, um componente desse sistema, denominado separador degotas, não foi modificado. Esse componente é responsável pelo processo de separação gás-líquido. Uma baixa eficiência nesse processo resulta em problemas operacionais e de manutenção no exaustor do sistema, pois a umidade presente no gás carrega tambémpartículas dissolvidas que se aderem ao rotor do exaustor. Durante o ciclo normal de produção, o exaustor opera variando a pressão do sistema continuamente. Essa condição, ao longo do tempo, provoca o desprendimento do material fixado nas paredes e pás do rotor se desprendem, provocando o seu desbalanceamento. Sempre que essasituação acontece, é necessário interromper o processo produtivo e realizar a limpeza do rotor, por meio de jateamento de água. Essa operação tem uma duração de aproximadamente seis horas. Essa operação precisa ser realizada, em média, a cada 15 dias, o que representa uma perda de produção anual significativa. O objetivo destetrabalho é estudar a eficiência de separação gás-líquido do separador de gotas e propor modificações neste equipamento que promovam um aumento na eficiência deste componente do sistema de limpeza de gás. A metodologia utilizada é o modelamento fluidodinâmico e simulação numérica do equipamento, considerando a situação original com as respectivas condições de processo e duas propostas para melhoria da eficiência de separação gás-líquido. Os resultados obtidos demonstram que é possível obter uma aumento na eficiência de separação gás-líquido da ordem de 25% para a primeira proposta e da ordem de 28% para a segunda proposta. A partir destes resultados, podese concluir que o objetivo definido para o trabalho foi atingido.