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Título [PT]: Análise exergoeconômica de indústrias sucroenergéticas com relação à cogeração e ao uso de utilidades
Título [EN]: Simulation of industrial processes in sucroenergys units
Autor(es): Admilson Lopes Vieira
Palavras-chave [PT]:

Unidades sucroenergéticas. Simulação de processos. Indústria sucroenergética. Análise exergoeconômica. Brasil.

Cid Marcos Gonçalves Andrade [Orientador] - UEM Odinei Hess Gonçalves - UTFPR Júlio César Dainezi de Oliveira - UEM Márcio Higa - UEM Marcos de Souza

Resumo: O Brasil passou por um grande apagão (termo utilizado para designar interrupções ou falta de energia elétrica frequente) no início do século XXI (01/07/2001 e 27/09/2002) e, por conseguinte, uma crise energética, onde o governo federal precisou atuar emergencialmente. Este apagão ocorreu devido aos baixos índices pluviométricos (baixos níveis dos reservatórios) e falta de planejamento e investimentos em geração e distribuição de energia elétrica. A partir de 2004, o governo federal instituiu o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA) com objetivo de aumentar a participação da energia elétrica produzida por empreendimento concebido com base em fonte eólica, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas (PCH) no Sistema Elétrico Interligado Nacional (SIN). Visualizando este cenário e condições promissoras, as unidades sucroenergéticas buscaram outra fonte de renda que agregasse mais ao resultado contábil final das unidades, além da produção de açúcar e álcool. Esta fonte de renda foi aproveitar o resíduo industrial, bagaço de cana-de-açúcar, para produção de energia, cuja queima nos geradores de vapor gera energia que pode ser utilizada no processo industrial e também gerar energia elétrica suficiente para o processo industrial sendo que o excedente pode ser comercializado com as concessionárias de energia elétrica. Uma análise ainda não realizada pelas unidades sucroenergéticas é a produção integral de energia elétrica pela combustão do bagaço para operação de todos os equipamentos da indústria, inclusive aqueles que, tradicionalmente, operam sob condições de vapor. Este trabalho realizou uma simulação termoeconômica acima citada a partir de dados reais de uma unidade, cuja produção de cana-de-açúcar se destaca nacionalmente no nordeste Brasileiro com a condição atual, condição de substituição de todas as turbinas por apenas uma com mesma pressão (A) e substituição de todas as turbinas, inclusive do gerador de energia elétrica, por uma com alta pressão (B) O simulador utilizado foi o COCO (CAPE - OPEN to CAPE - OPEN) que é um simulador em ambiente gratuito de simulação no estado estacionário suportado pelo protocolo CAPE-OPEN, consistindo nos componentes COFE (pacote de ambiente de fluxograma), TEA (pacote termodinâmico), COUSCOUS (pacote de operações unitárias simples) e CORN (pacote numérico de reações). Os resultados obtidos comprovam a eficiência da alteração proposta por este trabalho. Visto que, a eficiência exergética global do processo real foi de 2.0%. No caso A esta eficiência foi de 2.5% (aumento de 25 %) e no caso B a eficiência foi de 3.7% (aumento de 85%). Isto resulta em uma redução do custo unitário da energia de R$ 0.34/MJ no caso convencional, para R$0.26/MJ (Caso A) e R$0.13/MJ (Caso B). Utilização do fruto de moringa oleifera lam no processo de biossorção de chumbo (ii) de águas contaminadas. Abstract: Brazil experienced a major blackout (term for interruptions or lack of frequent electricity) at the beginning of the XXI century and therefore an energy crisis, where the Brazilian government needed to act emergency. This blackout was due to low rainfall (low reservoir levels) and lack of planning and investment in generation and distribution of electricity. Since 2004, the federal government established the Incentive Program for Alternative Sources of Electric Energy (PROINFA) in order to increase the share of electricity produced by project designed based on wind power, biomass and small hydroelectric plants (PCH) in the National Interconnected System (SIN). Viewing this scenario and promising conditions, the sugar-energy industry looked for another source of income that add more to the final book value of the units, in addition to the production of sugar and alcohol. This source of income was take advantage of the industrial waste, sugarcane bagasse for power generation, whose burning in steam generators, generates power that can be used in the industrial process and also generate enough electricity for the industrial process and the surplus can be sold to the electric utilities. An analysis not carried out by the sugar-energy industry is the full production of electricity by burning bagasse for operating of all industry equipment, including those that traditionally operate under steam conditions. This study conducted a thermoeconomic simulation quoted above from actual data of a unit, which production of sugarcane stands out nationally in Brazilian Northeast with the current condition, replacement condition of all turbines by only one with the same pressure (A) and replacement of all turbines, including the electric power generator by a high pressure one (B). The simulator used was COCO (CAPE - CAPE to OPEN - open) which is a simulator for simulating free environment at steady state supported by CAPE-OPEN protocol, consisting of components: COFE (flowchart environment package), TEA (thermodynamic package) COUSCOUS (single unit operations package) and CORN (numerical reactions package). The results prove the efficiency of the change proposed by this work. Once the overall exergy efficiency of the actual process was 2.0%. In case A the efficiency was 2.5% (25% increase) and in case B the efficiency was 3.7% (85% increase). This results in a reduction in the unit cost of energy of R $ 0.34 / MJ in the conventional case, to R $ 0.26 / MJ (Case A) and R $ 0.13 / MJ (Case B).

Idioma: Português Data de Publicação: 2014 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Cid Marcos Gonçalves Andrade Co-Orientador: Prof. Dr. Wagner André dos Santos Conceição Instituição: Universidade Estadual de Maringá . Centro de Tecnologia . Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Nível: Tese (doutorado em Engenharia Química) UEM: Departamento de Engenharia Química

Responsavel: edson
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Tese Admilson completa.pdf
Tamanho: 2935 Kb (3005487 bytes)
Criado: 25-11-2016 20:21
Atualizado: 25-11-2016 20:25
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