Integração energética da rede de trocadores de calor em uma planta química de produção de ácido sulfúrico

• Autor(a) principal: Prado, Andréia Dagostini do
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11551
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Permutadores térmicos; Controle de custo; Ácido sulfúrico; Heat exchangers; Cost control; Sulphuric acid

Com o objetivo de reduzir os custos operacionais e o consumo de combustíveis provenientes de fontes não renováveis este trabalho aplicou a metodologia Pinch a fim de integrar energeticamente uma planta de produção de ácido sulfúrico a partir do gás metalúrgico. Com a aplicação do método, verificou-se que esse processo foi capaz de suprir todas as necessidades de fornecimento de calor, requerendo apenas utilidades frias externas ao processo, o que equivale a uma classe especial de problemas de integração energética denominada Problemas de Transição (Threshold Problems). Por meio do estudo da influência do ΔTmin, determinou-se que o ΔTtransição nesse processo foi de 193 °C e que o melhor ΔTmin para implantação da rede de trocadores de calor foi de 10 °C. Estudou-se dois casos distintos no processo, sendo que um deles envolveu todas as correntes do processo na integração energética (caso 1) e o outro envolveu apenas as correntes gasosas da planta (caso 2). Com a construção das redes de trocadores de calor, verificou-se que não era interessante para a segurança do processo adicionar intercambiadores que permitissem a troca de calor entre correntes gasosas e correntes de ácido sulfúrico. A rede de trocadores de calor para implantação foi escolhida com base em alguns critérios pré-estabelecidos, como a segurança da planta e a economia de energia. Para o novo layout da planta, adicionou-se dois intercambiadores de calor e removeu-se dois trocadores de calor. A integração energética resultou na redução de R$ 70.847.851,32 no custo anual de utilidades da planta, representando uma economia de 97,0%.