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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11551| Título: | Integração energética da rede de trocadores de calor em uma planta química de produção de ácido sulfúrico |
| Autor(es): | Prado, Andréia Dagostini do |
| Orientador(es): | Zuber, Andre |
| Palavras-chave: | Permutadores térmicos Controle de custo Ácido sulfúrico Heat exchangers Cost control Sulphuric acid |
| Data do documento: | 5-Jul-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Francisco Beltrao |
| Citação: | PRADO, Andréia Dagostini do. Integração energética da rede de trocadores de calor em uma planta química de produção de ácido sulfúrico. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2019. |
| Resumo: | Com o objetivo de reduzir os custos operacionais e o consumo de combustíveis provenientes de fontes não renováveis este trabalho aplicou a metodologia Pinch a fim de integrar energeticamente uma planta de produção de ácido sulfúrico a partir do gás metalúrgico. Com a aplicação do método, verificou-se que esse processo foi capaz de suprir todas as necessidades de fornecimento de calor, requerendo apenas utilidades frias externas ao processo, o que equivale a uma classe especial de problemas de integração energética denominada Problemas de Transição (Threshold Problems). Por meio do estudo da influência do ΔTmin, determinou-se que o ΔTtransição nesse processo foi de 193 °C e que o melhor ΔTmin para implantação da rede de trocadores de calor foi de 10 °C. Estudou-se dois casos distintos no processo, sendo que um deles envolveu todas as correntes do processo na integração energética (caso 1) e o outro envolveu apenas as correntes gasosas da planta (caso 2). Com a construção das redes de trocadores de calor, verificou-se que não era interessante para a segurança do processo adicionar intercambiadores que permitissem a troca de calor entre correntes gasosas e correntes de ácido sulfúrico. A rede de trocadores de calor para implantação foi escolhida com base em alguns critérios pré-estabelecidos, como a segurança da planta e a economia de energia. Para o novo layout da planta, adicionou-se dois intercambiadores de calor e removeu-se dois trocadores de calor. A integração energética resultou na redução de R$ 70.847.851,32 no custo anual de utilidades da planta, representando uma economia de 97,0%. |
| Abstract: | With the objective of reducing the operational costs and the consumption of fuels from non-renewable sources, this work applied the Pinch methodology in order to energetically integrate a sulfuric acid production plant from metallurgical gas. With the application of the method, it was verified that this process was able to supply all the needs of the hot utilities, requiring only cold utilities external to the process, which is equivalent to a special class of energy integration problems called Threshold Problems. By studying the influence of ΔTmin, the ΔTthreshold in this process was determined to be 193 °C and that the best ΔTmin for implantation of the network of heat exchangers was 10 °C. We studied two distinct cases in the process, one involving all the currents of the process in the energy integration (case 1) and the other involving only the currents gas of the plant (case 2). With the construction of the heat exchanger networks it was found that it was not of interest for the safety of the process to add heat exchangers which allowed the exchange of heat between gas streams and sulfuric acid streams. The network of heat exchangers for deployment was chosen based on some pre-established standard, such as plant safety and energy savings. For the new layout of the plant, two heat exchangers were added and two heat exchangers were removed. Energy integration resulted in a reduction of R$70,847,851.32 in the plant's annual cost of utilities, representing a saving of 97.0%. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11551 |
| Aparece nas coleções: | FB - Engenharia Química |
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