Sustentabilidade e Inovação na Mineração
Sustentabilidade e inovação são as palavras-chave na indústria atualmente, considerando isso a ATS tem se posicionado na vanguarda do desenvolvimento sustentável. Um exemplo que demonstra essa posição da ATS é o inovador projeto de um queimador Low NOx, que alcançou reduções de 50% nas emissões de NOx durante o processo de pelotização do minério de ferro na Vale.
Mas, afinal, o que faz desse queimador uma solução tão inovadora? A resposta está na utilização de simulação computacional avançada em conjunto com metodologias da engenharia tradicional para a Análise de Fornos de Pelotização e Projeto de Queimadores, Análise de Combustão e suas Emissões, como retratado mais detalhadamente nas duas páginas citadas anteriormente neste parágrafo.
Desse modo, foi possível compreender o processo de geração de NOx nas fornalhas de pelotização da Usina 8 do Complexo de Tubarão e desenvolver um queimador capaz de reduzir significativamente as emissões de gases poluentes, sem prejudicar o desempenho do processo.
Desenvolvimento do queimador low NOx
O desenvolvimento do queimador low NOx da ATS para a Vale envolveu a utilização de diversos softwares em suas etapas, como, para a criação do modelo em 3D, criação do mecanismo de combustão, geração de malha, solução de CFD, visualização e análise dos resultados. O NASA CEA (Chemical Equilibrium with Applications), software para cálculo de composições de equilíbrio químico e propriedades de misturas complexas, foi utilizado para obter informações termodinâmicas e químicas dos gases de combustão, o Solidworks para a modelagem 3D do queimador e o Kintech Lab, software para avaliação cinética e termodinâmica, para a simulação do mecanismo de combustão.
Para o processo de simulação de CFD, foram utilizados três softwares importantes:
Ennova Meshing: software de geração de malhas que permitiu criar uma malha precisa e refinada para a simulação de CFD.
Metacomp CFD++: software de simulação de fluidos que permitiu realizar as simulações de CFD com base na malha criada pelo Ennova Meshing.
Tecplot 360ex: software de visualização e análise de resultados de simulações de CFD, que foi utilizado para a análise dos resultados obtidos a partir do Metacomp CFD++.
O mecanismo de combustão foi desenvolvido com base em modelos de equilíbrio químico, que permitem prever as espécies químicas presentes nos gases em função da temperatura, pressão e composição do combustível. Esses modelos foram adaptados às condições operacionais da Usina de pelotização da Vale em Tubarão, o que permitiu a simulação do processo de combustão do queimador low NOx com grande precisão.
Após a criação do modelo em 3D, geração de malha e solução de CFD, foram realizados testes do queimador low NOx em operação nas fornalhas de pelotização da Vale. Durante os testes, foram identificadas as condições mais favoráveis para grandes reduções de NOx com baixo impacto no consumo de gás e produtividade.
Resultados positivos para o meio ambiente e indústria
Os resultados obtidos foram extremamente positivos, com reduções de NOx previstas em até 54%, o queimador low NOx alcançou reduções efetivas de 30% a 52%.
Esses resultados demonstram o sucesso do projeto Low NOx da ATS para a Vale em aplicar tecnologia e simulação de ponta para reduzir as emissões de gases poluentes em processos industriais. Essa redução auxilia no cumprimento de regulações ambientais cada vez mais rigorosas.
