Exercício de Planejamento Urbano;SEGUNDA AVALIAÇÃO DE PROCESSOS INDUSTRIAIS

EXERCÍCIOS PARA A SEGUNDA AVALIAÇÃO DE PROCESSOS INDUSTRIAIS

1. Cite e explique vantagens econômicas e ambientais da cogeração de energia do Gás do Alto-Forno.

Deixa de emitir o CO, queima do metano (efeito estufa), diminui o custo de energia, melhora a imagem da empresa (Mkt ambiental). As vantagens envolvem desde a eficiência do sistema até a contribuição ao meio ambiente, além da redução dos custos em comparação com outras alternativas  energéticas.

Transformando o alto forno em um produtor combinado de ferro e de combustível , oferecendo alta eficiência na produção de energia. Essa tecnologia reduz os custos operacionais do alto forno enquanto aumenta o poder calorífico do gásr, permitindo a produção de energia de ciclo combinado. As elevadas taxas de injeção de hidrocarbonetos e oxigênio minimizam o consumo de coque e elevam a produtividade metálica. O gás resultante possui poder calorífico mais elevado, podendo ser usado para geração de energia de ciclo combinado de alta eficiência, ajudando a maximizar a recuperação de energia. Além disso, o projeto do sistema facilita a captura eficiente de CO2. 

1. Explique detalhadamente, como funciona a cogeração de energia do Gás do Alto-forno.

 Os altos-fornos a carvão vegetal também têm reaproveitado o gás excedente para geração de eletricidade em termoelétricas. Alto forno produz Gusa (liberação de gás: C02, N2, CH4, material particulado). O gás é filtrado, normalmente pelo lavador de gás, onde se aglomera as partículas).  O gás é queimado para gerar energia elétrica na caldeira. O gas é queimado na base da caldeira e gera calor que vai esquentar a caldeira, vai gerar vapor de água que vai “tocar” uma turbina. O CH4, h2 e CO são os combustíveis de queima.

1. Sintetize o histórico do cimento e conceitue cimento.

há cerca de 4500 A.C., no Egito Antigo. Nessa época, utilizava-se uma liga composta por uma mistura de gesso calcinado para unir as pedras que davam sustentação à construção dos monumentos. Em 1791, James Parker experimentou uma mistura de sedimentos de rochas da ilha de Sheppel e patenteou, em 1796, um cimento com o nome de "Cimento Romano". Experiência que motivou, em 1818, o francês Louis Vicat a inventar o cimento artificial por meio da mistura de componentes argilosos e calcários. Porém, foi o inglês Joseph Aspdin, em 1824, quem revolucionou as experiências com o cimento. Aspdin teve a ideia de queimar pedras calcárias e argila e depois triturá-las até obter um pó fino. Esse produto ao secar e em contato com a água se tornava sólido com uma rocha e era resistente a ambientes úmidos. Surgia então, o "Cimento Portland" 

Cimento é um material cerâmico que, em contato com a água, produz reação exotérmica de cristalização de produtos hidratados, ganhando assim resistência mecânica. É o principal material de construção usado como aglomerante. É uma das principais commodities mundiais, servindo até mesmo como indicador econômico.

1.  Cite as principais matérias-primas do processo de produção do cimento.

Clínquer (Calcário (Cao), argila  e minério de ferro) + gesso.

O cimento é feito de três ingredientes

Argila + calcário + clínquer + gipsita = cimento

1.  Por que a cominuição é fundamental no processo de produção do cimento?

A cominuição é o ato de fragmentação. Temos a britagem,  peneiramento e moagem.

Além de homogeneizar as partículas, aumenta a superfície de contato que favorece as reações químicas.

1.  Cite as principais etapas e resíduos ou efluentes do processo de produção do cimento.
2. Extração de matérias-primas;
3. Moagem, mistura e homogeneização;
4. Clinquerização em fornos rotativos;
5. Resfriamento de clínquer e
6. Moagem e ensacamento do cimento.

Caminhões levam à fábrica as duas matérias-primas do cimento (calcário e argila), inicialmente armazenadas em um galpão

2 – Os dois materiais são misturados e moídos até virarem um pó fino

3 – O pó resultante é armazenado em silos para que se misture até ficar bem homogêneo

4 – A mistura é levada à chamada torre de pré-aquecimento, onde é submetida a temperaturas de até 900ºC

5 – Neste enorme forno cilíndrico rotativo, a uma temperatura de 1450ºC, a mistura de calcário e argila gira até fundir. Resultado: ela se condensa em bolotas, chamadas de clínquer

6 – Ao sair do forno, o clínquer é armazenado neste depósito circular e deixado para resfriar

7 – Agora, o cimento já está quase pronto. Nesta etapa, basta acrescentar gipsita, o mesmo material usado para fazer gesso

8 – A mistura é moída novamente até virar pó

9 – O produto final é armazenado em silos e depois empacotado em sacos para distribuição

Resíduos: Gases, Material Particulado,
Efluente: água

1. Escreva a reação química que demonstra a decomposição do calcário durante a produção do cimento.

CaCO3(s) -> CaO(s) + CO2 (g)

1. Calcule a quantidade de CO2 liberado, em gramas, durante a decomposição de 3 mols de calcário na produção do cimento.

CaCO3 (sólido) -> CaO (sólido) + CO2 (Gás)

Por ter 3 mols, fica:

3CaCO3 -> CaO + CO2

Ca= 40G/mol

C= 12 g/mol

3CaCO3 = 3*[40+12+(16*3) = 300 g

3CO2 = 3*(12+32) = 132g (resposta)

1.  Escreva uma reação química que demonstra a formação do clínquer durante a produção do cimento.

2CaO  +  SiO2   (1200°C) →  2CaO.SiO2

Ou

CaO + SiO2 -> CaSiO3

1.  Qual é o objetivo da adição de gesso durante a produção do cimento?

O gesso é destinado ao controle do tempo de pega do cimento, para propiciar o manuseio ao adicionar água.

1.  Por que a escória resultante do processo de produção do ferro gusa é utilizada na produção do cimento?

Se usa escória, pois ela possui a mesma composição química do clínquer, o que diminui o custo da produção do cimento.

1.  Cite 4 equipamentos que podem ser usados para limpar os gases de fornos de cimenteiras e explique o seu funcionamento e limitações.

1) Precipitador eletrostático:  É o que consegue retirar as menores partículas. Funciona com a diferença de cargas, onde o eletromagnetismo atrai as partículas e as grudam na parede no precipitador, e logo após elas caem em um recipiente. (rever) – Limitador: Custo