Publicação
Quantificação do excesso entálpico de baixo nível térmico na indústria
| Resumo: | O aumento da eficiência energética dos processos industriais é uma forma eficaz de reduzir a emissão de gases de efeito de estufa. A recuperação do excesso entálpico eliminado para o meio ambiente sem qualquer aproveitamento é uma medida que melhora o uso eficiente de energia. Esta dissertação teve como objetivo a quantificação do excesso entálpico verificado na unidade de Produção de Anilina e Derivados, em todas as correntes de baixo nível térmico não aproveitadas na Bondalti S.A. Este trabalho foi efetuado com vista a reduzir estas emissões, melhorando a eficiência desta unidade de produção. Inicialmente foi realizado um levantamento através do método Bottom-up de todos os processos para identificar as fontes de excesso entálpico de baixo nível térmico. Para a quantificação foram utilizados dados do histórico processual, num período de março de 2019 a março de 2020. Quando estes dados não estavam disponíveis, recorreu-se a medições no local processual. As fontes identificadas foram a água de recirculação das torres de arrefecimento, os gases de exaustão do incinerador, o efluente líquido da fábrica, o vapor de 1 barg expandido, a água quente dos aeroarrefecedores e os gases de exaustão das caldeiras de produção de vapor de 24 barg. Após a quantificação do calor em excesso, concluiu-se que a fonte que representa o maior desperdício de calor são as torres de arrefecimento. No entanto a fonte que tem o maior potencial de recuperação de calor é o vapor de 1 barg expandido, visto que tem uma quantidade entálpica significativa e uma temperatura de cerca de 120 ºC. Uma proposta de recuperação de calor em excesso foi elaborada, baseada na instalação de três pré-aquecedores de ar de combustão, um no incinerador e dois nas caldeiras ECE e TERMEC. Escolheu-se utilizar duas fontes de calor, de forma intermitente, o vapor de 1 barg e a água quente, com o objetivo de poupar combustível (gás natural), recuperar parte de duas fontes de excesso entálpico e reduzir as emissões de GEE. O payback obtido para este projeto foi de 18 meses. Contudo uma segunda proposta foi elaborada que visa alterar o processo levando à instalação de apenas dois permutadores, o que reduz os custos de investimento de projeto e baixa o payback para 10 meses. |
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| Autores principais: | Alves, Joana Raquel Machado |
| Assunto: | Excesso entálpico Quantificação energética Tecnologias de recuperação de calor; Eficiência energética Waste heat Energy quantification Heat recovery technologies Energy efficiency |
| Ano: | 2020 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico do Porto |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto |
| Resumo: | O aumento da eficiência energética dos processos industriais é uma forma eficaz de reduzir a emissão de gases de efeito de estufa. A recuperação do excesso entálpico eliminado para o meio ambiente sem qualquer aproveitamento é uma medida que melhora o uso eficiente de energia. Esta dissertação teve como objetivo a quantificação do excesso entálpico verificado na unidade de Produção de Anilina e Derivados, em todas as correntes de baixo nível térmico não aproveitadas na Bondalti S.A. Este trabalho foi efetuado com vista a reduzir estas emissões, melhorando a eficiência desta unidade de produção. Inicialmente foi realizado um levantamento através do método Bottom-up de todos os processos para identificar as fontes de excesso entálpico de baixo nível térmico. Para a quantificação foram utilizados dados do histórico processual, num período de março de 2019 a março de 2020. Quando estes dados não estavam disponíveis, recorreu-se a medições no local processual. As fontes identificadas foram a água de recirculação das torres de arrefecimento, os gases de exaustão do incinerador, o efluente líquido da fábrica, o vapor de 1 barg expandido, a água quente dos aeroarrefecedores e os gases de exaustão das caldeiras de produção de vapor de 24 barg. Após a quantificação do calor em excesso, concluiu-se que a fonte que representa o maior desperdício de calor são as torres de arrefecimento. No entanto a fonte que tem o maior potencial de recuperação de calor é o vapor de 1 barg expandido, visto que tem uma quantidade entálpica significativa e uma temperatura de cerca de 120 ºC. Uma proposta de recuperação de calor em excesso foi elaborada, baseada na instalação de três pré-aquecedores de ar de combustão, um no incinerador e dois nas caldeiras ECE e TERMEC. Escolheu-se utilizar duas fontes de calor, de forma intermitente, o vapor de 1 barg e a água quente, com o objetivo de poupar combustível (gás natural), recuperar parte de duas fontes de excesso entálpico e reduzir as emissões de GEE. O payback obtido para este projeto foi de 18 meses. Contudo uma segunda proposta foi elaborada que visa alterar o processo levando à instalação de apenas dois permutadores, o que reduz os custos de investimento de projeto e baixa o payback para 10 meses. |
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