Análise exergética de caldeira de biomassa em processo KRAFT de obtenção de celulose

• Autor(a) principal: Vinícius Faria Ramos
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/42788
• topic: Caldeira de biomassa; Exergia; Análise exergética; Minimização de energia de Gibbs; Eficiência energética; Engenharia química; Exergia; Gibbs, Energia livre de; Eficiência energética

Neste trabalho foi proposto um modelo detalhado para a análise exergética de uma caldeira de biomassa real em uma planta de obtenção de celulose. O modelo foi proposto baseado em um modelo de equilíbrio que utiliza a minimização da Energia de Gibbs e o balanço de energia para o cálculo da composição dos gases de combustão, a temperatura da fornalha e a temperatura dos gases de combustão ao longo da caldeira. A eficiência exergética foi calculada por método indireto: a destruição de exergia foi calculada em cada um dos componentes principais da caldeira, sendo também calculada para cada corrente material (água/vapor e gases de combustão) separadamente. A destruição de exergia foi calculada de duas formas: pelo balanço de exergia nos volumes de controle adotados e pelo termo de geração de entropia, obtido por balanço entrópico. O modelo de minimização da energia de Gibbs pôde prever satisfatoriamente a combustão da biomassa, podendo também ser adaptado para outros processos termoquímicos. Os resultados indicam que a fornalha e as paredes d'água da caldeira apresentaram a maior destruição de exergia, sendo 47% e 30% da destruição total de exergia, respectivamente. Essa maior destruição de exergia pode ser explicada pelas irreversibilidades do processo de combustão. Nas outras partes da caldeira, a destruição de exergia foi maior nas correntes de água e de vapor, e os resultados indicam que a destruição de exergia é maior em correntes de temperaturas mais baixas. A eficiência exergética global foi de 42,47%.