Processos industriais siderúrgicos geram gases como subprodutos da sua produção, que normalmente são reaproveitados como combustíveis na própria planta industrial: são eles o gás de alto-forno (Blast Furnace Gas), o gás de coqueria (Coke Oven Gas) e o gás de aciaria (Linz-Donawitz Gas). O conhecimento da composição e de suas propriedades é essencial para o uso seguro e otimizado.
O Laboratório de Engenharia Térmica do IPT desenvolveu uma metodologia de amostragem dos gases siderúrgicos e de cálculo de suas principais propriedades, a partir da sua composição química. “Na amostragem desses gases são utilizados equipamentos como sonda, mangueiras flexíveis, filtros, condensadores, bomba de vácuo, manômetros e ampolas metálicas”, explica o pesquisador Renato Vergnhanini.
Os teores de CO, CO2, CH4, H2, O2 e N2 são determinados em testes realizados em outra unidade do Instituto, o Laboratório de Análises Químicas.
Amostragem de gases na siderúrgica Ternium
“As amostras coletadas são analisadas em um cromatógrafo equipado com colunas de peneira molecular e de polímeros porosos, além dos detectores de condutividade térmica e ionização de chama”, completa ele.
Por meio de cálculos – prossegue o pesquisador – determina-se um conjunto de propriedades dos gases como composição elementar; poder calorífico superior e inferior (PCS e PCI); mol; densidade; calor específico; índice de Wobbe superior e inferior (WS e WI); limites superior e inferior de inflamabilidade (LI ou LS) e concentração mínima de oxigênio (Limiting Oxidant Concentration – LOC).
Calculam-se, também, os denominados ‘parâmetros da combustão completa e estequiométrica’ desses gases com ar atmosférico padrão. Ou seja, a relação mássica ar – combustível; temperatura de chama adiabática; relação mássica gases de combustão – combustível; mol, densidade, calor especifico e composição (teores de O2, CO2, N2 e H2O) dos gases de combustão.
As siderúrgicas Gerdau e Ternium contrataram recentemente o laboratório do IPT para a caracterização de seus gases. No trabalho para a Gerdau, o trabalho ficou inteiramente sob a responsabilidade do Laboratório de Engenharia Térmica; para a Ternium, a coleta e a análise dos gases foram realizadas pela equipe da empresa, com acompanhamento e validação de um técnico do IPT. Concluídos os levantamentos, seminários foram ministrados nas dependências das duas siderúrgicas para apresentação e discussão dos relatórios, além de treinamento para emprego da metodologia de cálculo desenvolvida pelo IPT para composições de gases diferentes das consideradas nos trabalhos.
