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Andréa Oliveira Souza da Costahttp://lattes.cnpq.br/9333155021620480Esly Ferreira da Costa Júniorhttp://lattes.cnpq.br/8728185124922423Antonella Lombardi CostaDaniel Bastos de Rezendehttp://lattes.cnpq.br/0530737769762073Ana Esther Gonçalves de Oliveira e Silva2022-10-24T18:42:53Z2022-10-24T18:42:53Z2022-07-22http://hdl.handle.net/1843/46544Esse estudo pretende dar prosseguimento a um trabalho de referência desenvolvido no Departamento de Engenharia Química da UFMG e avaliar, através de uma análise termodinâmica de exergia, exergia avançada e custo aplicado, o impacto real da utilização de combustíveis alternativos e o ponto de equilíbrio entre a eficiência exergética e baixo custo de produção. Para tal, o algoritmo desenvolvido no trabalho já mencionado foi adaptado para uma nova unidade de piroprocessamento. Dados reais de processo foram coletados em uma planta ao longo de 48 horas de operação estável e esse cenário foi utilizado para a análise. A eficiência exergética da condição operacional avaliada foi de 31,9% e o custo aplicado dos combustíveis utilizados foi de 81,1% do custo equivalente. Já a análise exergética avançada resultou em uma eficiência exergética da operação ideal de 38,8%. A exergia destruída evitável para o processo em questão correspondeu a 29,0% da exergia destruída total do processo, sendo que a temperatura das reações de combustão, o excesso de ar e a eficiência de separação entre as correntes sólida e gasosa na torre de ciclones e a eficiência da troca de calor entre clínquer e ar frio foram comprovados como sendo importantes pontos de destruição de exergia que podem ser otimizados com ajustes de processo e melhorias tecnológicas. A otimização permitiu identificar a operação com 65% da carga térmica direcionada ao calcinador, 60% de substituição térmica por combustíveis alternativos, sendo este composto totalmente por blend, e o uso exclusivo de coque como combustível convencional como o ponto ótimo para a eficiência exergética. O ponto ótimo para o custo aplicado resulta no mesmo cenário para a divisão da carga térmica e utilização de combustíveis alternativos, mas prioriza o uso exclusivo do carvão mineral como combustível convencional. Embora os ganhos de eficiência exergética sejam menores comparados à otimização desse parâmetro, a otimização do custo aplicado ainda resulta em uma operação de maior eficiência exergética em comparação à operação avaliada.Due to the high energy demand related to its production, and the global importance of this material, the study of the optimization of the cement production process is greatly relevant. The clinker production process has undergone important evolutions over the years to allow greater operational efficiency and the use of alternative fuel. This study intends to continue the work of reference developed in the same department and evaluate, through a thermodynamic analysis of exergy, advanced exergy and cost, the real impact of the use of these materials and the balance point between an efficient process and low production cost. To this end, the algorithm developed in the previous study was adapted to a new pyroprocessing unit. Real process data was collected in a plant during a 48h interval of stable operation and used for the analysis. The exergy efficiency of the analyzed operation was found to be 38,8%. The avoidable exergy destruction corresponded to 29,0% of the process destroyed exergy and it was possible to verify that the combustion temperature, excess air, gas and solid streams separation efficiency at the cyclones and the efficiency of the heat exchange in the cooler were important sources of exergy destruction that van be improved by means of process adjustments and technology improvements. The optimization allowed the identification of the operation with 65% thermal split to the calciner, 60% thermal substitution by alternative fuels, which consists fully of blended residue, and the exclusive use of petcoke as a conventional fuel as the optimal point regarding exergy efficiency. Cost optimization results in the same conditions for thermal split and alternative fuel usage but prioritizes the exclusive use of coal as conventional fuel. While the gain on exergy efficiency is lower compared to the optimization of this parameter, the cost optimization still resulted in an operation with higher exergy efficiency compared to the actual operation conditions.porUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICAhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia químicaCimentoExergiaOtimizaçãoCimentoClínquerClinquerizaçãoForno de clínquerPiroprocessamentoExergiaAnálise exergéticaExergia avançadaAnálise exergética avançadaOtimizaçãoAnálise exergética avançada e otimização do processo de produção de clínquer em uma unidade de piroprocessamentoAdvanced exergy analysis and optimization of the clinker production process at a pyroprocessing unitinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALANÁLISE EXERGÉTICA AVANÇADA E OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE CLÍNQUER EM UMA UNIDADE DE PIROPROCESSAMENTO.pdfANÁLISE EXERGÉTICA AVANÇADA E OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE CLÍNQUER EM UMA UNIDADE DE PIROPROCESSAMENTO.pdfapplication/pdf4762640https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/46544/1/AN%c3%81LISE%20EXERG%c3%89TICA%20AVAN%c3%87ADA%20E%20OTIMIZA%c3%87%c3%83O%20DO%20PROCESSO%20DE%20PRODU%c3%87%c3%83O%20DE%20CL%c3%8dNQUER%20EM%20UMA%20UNIDADE%20DE%20PIROPROCESSAMENTO.pdf299c14810a3e25b7ada01cde6ad2f018MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/46544/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/46544/3/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD531843/465442022-10-24 15:42:53.637oai:repositorio.ufmg.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2022-10-24T18:42:53Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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