Neste conteúdo abordaremos:
- Vantagens e resultados da aplicação da integração energética no processo produtivo;
- O que é integração energética;
- Método Pinch;
- Viabilidade da aplicação da técnica no seu processo
No atual cenário socioeconômico nacional, fortemente agravado pelos impactos da pandemia causada pelo Covid-19, é fato que as empresas buscam maneiras de se reinventar a fim de minimizar os efeitos negativos causados pela crise. Dessa forma, podem ser necessárias alterações no processo produtivo, buscando-se reduzir os custos da produção. Com essa finalidade, a integração energética mostra-se como uma pertinente solução.
De maneira geral, essa medida busca dar uma maior independência à sua indústria, através do reaproveitamento de energia que antes era desperdiçada. Assim, há uma redução no consumo de recursos energéticos, como vapor de aquecimento, água de resfriamento e combustíveis para queima.
Vantagens da aplicação
A integração energética corresponde a uma importante alternativa para a redução de custos em sua empresa. Isso ocorre devido a consequente redução do consumo de energia com a sua aplicação.
Além disso, a técnica gera um grande impacto sustentável, já que com a integração energética conseguimos diminuir o descarte de efluentes industriais. A redução do consumo de matérias primas para a produção de energia e da emissão de gases de combustão, também contribuem de forma positiva para o desenvolvimento sustentável.
Aqui apresentamos alguns exemplos de vantagens da integração energética:
O que é integração energética?
Agora que já discutimos as vantagens de sua aplicação em um processo industrial, é importante entender o que ela realmente representa.
A integração energética trata-se de uma técnica industrial voltada ao reaproveitamento da energia térmica, anteriormente subutilizada. Esta está presente nas correntes, fluxos de fluido do processo, quentes e frias vindas de outras etapas do processo para aquecimento e resfriamento, respectivamente.
Agora, como isso é visível na prática? Digamos que você tenha uma corrente (1), que, antes de entrar em certo equipamento, deve ser aquecida, e para isso usa-se uma corrente de vapor quente vinda da caldeira. A ideia da integração energética seria propor um arranjo industrial em que a corrente (1) seja aquecida por uma corrente (2) a alta temperatura, proveniente de outra etapa do processo. A figura abaixo mostra um esquema disso:
Devido a este reaproveitamento, há uma redução no consumo de energia extra necessária das utilidades (como caldeiras e torres de resfriamento). Isso implica, consequentemente, em uma redução de poluentes, efluentes e, finalmente, de custos de operação. Ou seja, como comentado anteriormente, a integração energética aplicada ao processo produtivo resulta em benefícios tanto econômicos quanto sustentáveis à sua empresa .
Apesar de parecer algo fácil de ser aplicado, é indispensável conhecimentos técnicos para sua realização, principalmente em termos de segurança do processo. Isso porque uma integração energética mal-feita pode levar a arranjos da planta industrial que tornam a tornem menos eficaz ou que sobrecarregam equipamentos, podendo causar graves acidentes.
Para isso, dentre as ferramentas de engenharia que buscam garantir essa economia no consumo energético, a Análise Pinch destaca-se como a principal, dada sua relativa simplicidade aliada a resultados impressionantes.
Análise Pinch
A técnica consiste, numa etapa inicial de análise do processo para a obtenção dos dados relevantes das correntes. Dados estes tais como temperatura, capacidade calorífica, composição química e vazão das entradas e saídas de fluidos dos equipamentos, calor gerado ou consumido em cada etapa, entre outros.
Com esse mapeamento do processo, é possível analisar as trocas térmicas que ocorrem nele. Ou seja, estudar as etapas em que um fluido previamente aquecido (utilizando-se fontes externas de energia) é utilizado para aquecer outro. Outro exemplo seria um fluido que sai mais quente de um equipamento e é resfriado por outro de menor temperatura, antes de passar para a próxima etapa do processo.
A partir disso, pode-se realizar um rearranjo na planta industrial de forma a cruzar correntes específicas de fluidos (as que passam por trocadores de calor), a fim de reutilizar o calor produzido no próprio processo, reduzindo o consumo de fontes externas de energia, como já explicado. Esse rearranjo é realizado próximo ao ponto “pinch”.
Esse ponto é obtido pelo estudo explicado, no qual é obtido um diagrama termodinâmico, um gráfico de temperatura por entalpia, um tipo de energia. Este diagrama revela uma região em que há uma diferença menor de temperatura entre correntes (uma quente e uma fria) com mesma entalpia.
Viabilidade da aplicação da integração energética
Agora que você já conheceu um pouco mais sobre a integração energética é importante verificar a viabilidade de sua aplicação em seu processo. Caso sua planta apresente algum processo envolvendo trocas térmicas, talvez a integração energética seja viável e poderá proporcionar uma considerável economia de energia.
Basicamente, é necessário analisar, num primeiro momento, se existem correntes quentes (que precisam ser resfriadas) e correntes frias (que deseja-se aquecer) que têm suas alterações de temperatura dependentes de fontes externas – como caldeiras ou torres de resfriamento – às correntes principais do processo.
Em um panorama geral, a integração energética pode ser aplicada em variados segmentos empresariais, como indústrias petroquímicas, produtoras de biodiesel, sucroalcooleiras e de fertilizantes. Se o processo possui trocas térmicas, provavelmente existe a possibilidade da aplicação da técnica em questão.
Com uma análise de viabilidade técnica e econômica, seria possível prever se faria sentido para o seu processo a aplicação da integração energética, tanto em relação ao retorno do lucro, quanto em relação a aplicabilidade da técnica para a sua realidade.
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