Aproveitamento dos gases de exaustão do forno para produção de energia elétrica na BA Vidro

• Autor(a) principal: Pereira, Diana Alexandra dos Santos
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/10616
• topic: Energia elétrica; Otimização energética; Ciclo de Rankine orgânico; Gases de exaustão; Eletrical energy; Energy optimization; Organic Rankine cycle; Exhaust gases; Energia e Biorefinaria

O presente trabalho foi realizado na empresa BA Vidro – Unidade de Avintes, no âmbito da dissertação/Estágio do mestrado em Engenharia Química – Otimização Energética na Indústria Química. O objetivo principal deste trabalho foi dimensionar um ciclo de Rankine orgânico (CRO) para produzir energia elétrica, a partir do aproveitamento dos gases de exaustão provenientes de um dos fornos de fusão da empresa. Os gases de exaustão encontram-se respetivamente à temperatura de 433,3°C e a 296,5 °C, antes e após a sua passagem pelo filtro eletrostático. Dos fluidos orgânicos estudados, o tolueno foi o que apresentou uma maior produção de energia elétrica, cerca de 605 kW com a fonte quente a 296,5°C e 768,9 kW com a fonte quente a 433,3°C. Para este fluido, e para a mesma produção de energia elétrica, foi avaliada a eficiência térmica do ciclo de Rankine simples e com regenerador, tendo-se obtido valores de eficiência de 24,7 %, e 29,3 %, respetivamente. A energia elétrica produzida correspondeu a 48 % do consumo total do forno, permitindo chegar a uma poupança anual média de 127.755 €. No entanto a análise económica desta medida não foi efetuada, porque não foi possível obter informação relativa ao orçamento do CRO em tempo útil. Paralelamente a este estudo foram analisadas duas medidas relativas à poupança de gás natural consumido na caldeira. A primeira medida foi a alteração da temperatura das águas sanitárias de 87 °C para 70 °C. Esta medida não implica qualquer investimento e gera uma poupança anual de 3.143 €. Na segunda medida estudou-se a viabilidade da implementação de um permutador de calor de fluxo cruzado para o aquecimento das águas sanitárias até 70 °C, a partir dos gases de exaustão resultantes da fusão do vidro. Neste caso o orçamento do equipamento variou entre 3.500 € e 15.000 €. Com uma poupança anual de 11.093 €, o período de recuperação do investimento obtido variou entre os 0,32 e os 1,4 anos, o que revelou que a instalação do permutador é viável em qualquer uma das situações apresentadas.