Aproveitamento energético de uma planta de sulfatação
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Data
2016-02-29
Autores
Mori, Rodrigo Yuji [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Uma das formas de reduzir os custos de produção de uma unidade de sulfatação é diminuir o consumo de utilidades, principalmente energia elétrica e vapor. Como as plantas de sulfatação liberam energia térmica durante o processo de produção dos tensoativos sulfatados, tornou-se interessante pensar em utilizar esta energia de forma racional, o que pode representar uma oportunidade para aumentar a eficiência energética. O presente trabalho tem como objetivo efetuar um estudo em uma planta real de sulfatação para propor alternativas de reaproveitamento da energia térmica disponível, proveniente dos processos da fabrica. Para definir as formas de utilização desta energia térmica, primeiro foi realizada uma auditoria energética na unidade de sulfatação em cada setor da planta. Após isto, foram apresentadas as propostas de utilização desta energia, denominadas de A, B e C, dentro de um complexo industrial. A proposta A irá consumir a energia térmica da corrente de ar/SO2 que sai do forno para gerar vapor, além de utilizar a energia das correntes de ar quente dos trocadores de calor para aquecer a água de alimentação da caldeira. A proposta B irá utilizar a energia térmica das correntes de ar quente para complementar o consumo energético em um sistema de secagem por pulverização. Já a proposta C pretende usar a energia térmica para aquecer tambores metálicos em uma estufa. A auditoria energética revelou que são consumidos 103,6 kW de energia térmica nos setores de armazenamento de enxofre e secagem da sílica, sendo descartado para atmosfera 730 kW nas correntes de ar quente, e retirados 131 kW para resfriar a corrente de ácido da torre de sulfúrico. Com as propostas, é possível aproveitar até 100% da energia térmica disponível na planta de sulfatação, aumentando em até 87% a eficiência térmica do processo de secagem por pulverização, fornecer até 98% da energia térmica para aquecer o enxofre líquido após o recebimento e promover o aquecimento de tambores em estufa. Desta forma espera-se reduzir o consumo de combustíveis utilizados na geração de vapor e aquecimento de ar para o secador, representando redução entre 9.419,00 R$/mês a 304.727,00 R$/mês, de acordo com a capacidade de operação das propostas de reaproveitamento energético.
One way to reduce production costs of a sulfation unit is to decrease the consumption of utilities, especially electricity and steam. As the sulfation plants release thermal energy during the production process of sulfated surfactants, it becomes interesting to think about using this energy in a rational way, which may represent an opportunity to increase the energetic efficiency. This paper has the objective to make a study in a real plant sulfation to propose alternatives reuse of thermal energy available in the processes of the fabric. To define ways to use this thermal energy, an energy audit was firstly fulfilled in sulfation unit to quantify the thermal energy present in every sector of the plant. In the sequence, proposals have been presented for using this energy, called A, B and C, within an industrial complex. The proposal A consumes the thermal energy of the air stream/SO2 exiting the furnace to generate steam, using the energy of the hot air flows from heat exchangers to heat the feed water of the steam boiler. The proposal B uses the thermal energy of the hot air currents to complement the energy consumption in a spray drying system. Proposal C is presented to use the thermal energy to heat metal drums in a hothouse. The energy audit showed that 103,6 kW of thermal energy are consumed in the drying of silica and sulfur storage sectors, but 730 kW are discharged to atmosphere in the hot air currents, and 131 kW are withdraw to cool the acid chain sulfuric tower. With the proposals, it is possible to use 100% of the thermal energy available in the sulfation plant, increasing the thermal efficiency of spray drying processes until 87%, providing until 98% of the thermal energy to heat the liquid sulfur after reception and promote heating drums in an oven. In this way, a reduction in the consumption of fuels used to generate steam and heating air to the dryer may represent a reduction in the range 9,419.00 R$/month to 304,727.00 R$/month, according to the operating capacity of energy reuse of proposals.
One way to reduce production costs of a sulfation unit is to decrease the consumption of utilities, especially electricity and steam. As the sulfation plants release thermal energy during the production process of sulfated surfactants, it becomes interesting to think about using this energy in a rational way, which may represent an opportunity to increase the energetic efficiency. This paper has the objective to make a study in a real plant sulfation to propose alternatives reuse of thermal energy available in the processes of the fabric. To define ways to use this thermal energy, an energy audit was firstly fulfilled in sulfation unit to quantify the thermal energy present in every sector of the plant. In the sequence, proposals have been presented for using this energy, called A, B and C, within an industrial complex. The proposal A consumes the thermal energy of the air stream/SO2 exiting the furnace to generate steam, using the energy of the hot air flows from heat exchangers to heat the feed water of the steam boiler. The proposal B uses the thermal energy of the hot air currents to complement the energy consumption in a spray drying system. Proposal C is presented to use the thermal energy to heat metal drums in a hothouse. The energy audit showed that 103,6 kW of thermal energy are consumed in the drying of silica and sulfur storage sectors, but 730 kW are discharged to atmosphere in the hot air currents, and 131 kW are withdraw to cool the acid chain sulfuric tower. With the proposals, it is possible to use 100% of the thermal energy available in the sulfation plant, increasing the thermal efficiency of spray drying processes until 87%, providing until 98% of the thermal energy to heat the liquid sulfur after reception and promote heating drums in an oven. In this way, a reduction in the consumption of fuels used to generate steam and heating air to the dryer may represent a reduction in the range 9,419.00 R$/month to 304,727.00 R$/month, according to the operating capacity of energy reuse of proposals.
Descrição
Palavras-chave
Uso racional de energia, Auditoria energética, Trocadores de calor, Rational use of energy, Energy audit, Heat exchangers