Browsing by Author "Matos, Rodolfo Daniel Cerqueira de"
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- Reaproveitamento do excesso de calor proveniente do reciclo de uma unidade de PEBDPublication . Matos, Rodolfo Daniel Cerqueira de; Silva, João Miguel; João, Isabel MariaNo ano 2010, a União Europeia desperdiçou 43% da energia produzida para os setores de energia e indústria, sob a forma de calor. Motivados pela recuperação da crise económica e pelo crescimento sustentável, a recuperação do excesso de calor tornou-se um objetivo importante no aumento da eficiência energética. Neste trabalho foi desenvolvido um estudo às alternativas de recuperação do excesso de calor numa unidade de polietileno de baixa densidade. No reciclo desta unidade, constituído por 66 t/h de etileno a 310 °C e 280 bar, distribuído por duas linhas de produção, existe um total de 9,3 MW de energia a ser desperdiçada para o meio ambiente, por intermédio de um aeroarrefecedor, que reduz essa temperatura para cerca de 130°C. Foram analisados, como alternativas ao aeroarrefecedor, ciclos de produção de eletricidade (ciclo Rankine e ciclo Kalina), ciclo de produção de frio (refrigeração por absorção de LiBr/água) e produção de vapor por permuta de calor, através do simulador Aspen HYSYS®. No ciclo Rankine avaliou-se o desempenho de 22 fluidos, concluindo-se que os hidrocarbonetos seriam fluidos de Rankine válidos, tendo o pentano uma eficiência de 18,3%, a funcionar entre 1,4 e 33 bar. O ciclo Kalina teve um desempenho máximo de 19,9%, com amoníaco a 90%, a funcionar entre 13 e 113 bar. As necessidades de vapor a baixa pressão podem ser totalmente satisfeitas com permuta de calor com o etileno a 310°C e ainda 99,7% da água quente pode ser produzida com etileno a 130°C. A produção de 4,5 MW de água fria por absorção de LiBr/água consegue satisfazer as necessidades totais do processo, usando-se entre um a três aparelhos. Para a temperatura inicial de 310 °C, é possível satisfazer as necessidades de frio com 32,3 t/h de etileno em sistemas de efeito duplo a vapor de 8 bar, 46,4 t/h em sistemas de efeito simples a vapor de 1 bar e 41,7 t/h em sistemas de efeito simples a água quente a 90°C. O custo de capital estimado para investir no ciclo Rankine foi de 9 milhões de euros, no ciclo de absorção foi entre 8 e 8,7 milhões e na produção de vapor foi de 4,4 milhões. Os períodos de retorno foram de 3 a 4 anos para a absorção e 7 para a produção de vapor, finalizando-se com um VAL de mais de 16 milhões de euros para a absorção e 2,4 milhões para a produção de vapor, considerando um horizonte de projeto de 15 anos com uma TIR de 10%. O ciclo Rankine não obteve lucros ao fim dos 15 anos para este projeto em particular.