Avaliação Energética do Forno de Fusão AV5

• Autor(a) principal: Guedes, Andreia Micaela Magalhães
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/11366
• topic: Fusão; Energia; Eletricidade; Gás Natural; Otimização; Casco; Melting; Energy; Electricity; Natural Gas; Optimization; Cullet; Energia e Biorrefinaria

O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito da disciplina de Dissertação/Estágio (DIEST), para a conclusão do Mestrado em Engenharia Química, no ramo de Energia e Biorrefinarias. O trabalho foi realizado na direção fabril da empresa BA Vidro, na Divisão e Composição e Fusão, em Avintes, onde é feita a produção de embalagens de vidro, nomeadamente, garrafas de vidro para a indústria alimentar. O trabalho desenvolvido teve como objetivo a avaliação energética de um dos fornos de fusão (AV5) da empresa e a determinação do ponto ótimo entre o consumo de gás atural e eletricidade. Este forno corresponde ao maior consumidor energético do processo de produção de embalagens. Para ser alcançado o objetivo proposto, procedeu-se inicialmente ao estudo das características de um forno de fusão. Posteriormente, foi realizada uma avaliação energética do AV5 relativa ao ano de 2016, com a realização do balanço mássico e energértico. Neste, foi obtido um valor de perdas térmicas de 12 423 883 kW no total do ano. A partir do balanço de energia, determinou-se a poupança energética ao nível de gás natural, variando a quantidade de excesso de ar. No ano estudado foi utilizado um excesso de 24% com um volume de gás natural de 0,453 m3/s. Foi considerado um excesso de 20%, 15% e o ar em proporções estequiométricas. Para 20% obteve-se o menor volume de gás natural, 0,220 m3/s, ou seja, corresponde a uma poupança de 20 131 m3/dia. De seguida, foram determinados os diferentes indicadores de fusão, o consumo específico de energia, a intensidade carbónica e o custo específico de fusão. Para o primeiro, o valor médio anual foi de 0,099 tep/ton, para o segundo obteve-se valor médio anual de 2348 kgCO2/tep e, por último, 95,8 €/ton. Foram analisadas as variáveis predominantes no processo de fusão, com o intuito de ser avaliada a sua influência. As diferentes variáveis analisadas foram, a produção de vidro fundido (tiragem), a percentagem de vidro reutilizado (casco) como matéria-prima, o poder calorífico do gás natural e a humidade relativa do ar. A influência destas variáveis foi analisada com base em alterações no consumo específico de energia e no custo específico de fusão. A tiragem apresenta um intervalo entre 311 e 461 toneladas diárias e a percentagem de casco um intervalo entre 55 e 70%. Relativamente à influência da incorporação de casco, o melhor consumo específico de energia foi obtido para o intervalo 67-70% de casco, para uma tiragem de 451-456 toneladas. Foi possível também concluir que o poder calorífico inferior apresenta uma grande influência no consumo específico de energia, contrariamente à humidade relativa do ar. Dos diferentes consumos energéticos avaliados, o gás natural e a eletricidade, o que apresenta maior variação e influência no processo é o gás natural. Para cada percentagem de casco, foram obtidas relações entre a quantidade de gás natural e eletricidade e a tiragem de vidro fundido. Para percentagens superiores a 62% de casco, relativamente ao consumo energético, o mais vantajoso é utilizar elevadas tiragens. Até 62%, o mais vantajoso é a utilização de tiragens inferiores. Por fim, foi utlizada a ferramenta Solver para a obtenção de equações da reta, que relacionam a quantidade de gás natural e de eletricidade em função da tiragem, para diferentes percentagens de vidro reutilizado.