Optimização energética de processos de secagem de cerâmicos

• Autor(a) principal: Monteiro, Ricardo Jorge da Silva
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/4060
• topic: Engenharia mecânica; Indústria cerâmica; Eficiência energética; Secagem; Recuperação de calor; Grés

O cenário energético global e uma maior consciencialização da opinião pública relativamente à questão energética levou a um aumento generalizado da eficiência energética na indústria nas últimas décadas. A indústria cerâmica não é excepção à regra, tendo no entanto ainda uma grande margem de progressão neste capítulo. Este trabalho pretende analisar a viabilidade de aproveitamento de calor residual originário de um forno de rolos para cumprimento total das necessidades energéticas de um processo de secagem sem recorrer ao consumo de gás natural. Pretende-se assim averiguar a possibilidade de desactivação parcial ou total de um secador horizontal contínuo colocado à entrada de um forno de rolos através da reactivação de um secador túnel. O secador actual recorre ao ar reciclado proveniente do forno e a queimadores de gás natural para aquecer o ar de secagem até temperaturas que rondam os 200ºC, tendo um tempo de secagem inferior a 4min , enquanto que o secador a activar é alimentado somente com ar reciclado funcionando a uma temperatura máxima de 90ºC tendo um tempo de secagem superior a 3 horas. O primeiro passo para o desenvolvimento deste trabalho foi a realização de trabalho experimental para modelação da cinética de secagem do material, tendo-se usado o modelo de Lewis com duas fases distintas de secagem. Posteriormente desenvolveu-se um modelo numérico do secador em estudo baseado na discretização das equações características dos balanços energéticos e mássicos do processo, usando o método dos volumes finitos com método implícito para a resolução do termo de acumulação e a formulação power law para a resolução do termo convectivo. O modelo desenvolvido foi posteriormente implementado usando o software Matlab2008b® e usado para testar 3 situações em que estariam disponíveis respectivamente 100 %, 75 % e 50% dos 0,9KG s de ar quente para aquecimento do ar de secagem. Concluiu-se que a segunda situação seria a que, tendo em conta a temperatura máxima de funcionamento do secador, minimizaria a humidade de saída do material. Pode-se afirmar que caso sejam fornecidos ao secador a activar 0,675 KGs de ar de aquecimento este poderá substituir virtualmente o secador actual permitindo uma redução do consumo de Gás Natural da empresa.