Soluções para Recuperaçao de Calor e Produçao Energia ... · Soluções para Industria do Vidro...

Soluções para Industria do Vidro 2013

Air Cleaning & Energy from renewable sources

Soluções para Recuperaçao de Calor e Produçao

Energia Eletrica na Indústria do Vidro

Soluções para Waste to Energy 2013 Soluções para Industria do Vidro 2013

Sobre nós (1-4) Histórico e experiência

A Empresa Area Impianti foi fundada em 1990 pelos sócios Marcolin, Cardin e Zatti, que ainda permanecem na direção da empresa Graças ao know-how e experiência desenvolvidas a empresa dedica-se principalmente a soluções de: • Linhas completas de tratamento de gases e sistemas de recuperação de energia para indústria pesada (vidro, fundições, siderúrgicas, fábricas de cimento, incineradores e outros) • Usinas completas “turn key” de incineração, gasificação, produção de energia térmica e elétrica a partir de fontes renováveis.


Sobre nós AREA Impianti no mundo

Ao longo de seus 24 anos de atuação, aprimorando uma abordagem a 360 graus na

resolução de problemas ambientais, a empresa qualificou-se como EPC Contractor em prestigiados contratos públicos e privados em várias partes do mundo A presença internacional faz parte da filosofia da empresa e é sempre crescente.

TURKEY AGENCY Istanbul, TR

AREA IMPIANTI Ltda

São Paulo, BR

CHINA AGENCY Beijing, PRC

AREA ELETTRICA

Treviso, Italy

AREA IMPIANTI R&D Milano, Italy

AREA GENOVESE

Genova, Italy

AREA IMPIANTI FRANCE

Second estab. Paris, FR

GERMANY/ POLAND AGENCY Tirschenreuth, DE

EASTERN EUROPE

AGENCY Blansko, CZ

AREA IMPIANTI Padova, Italy

AREAUNO Pavia, Italy

ENERGEICA Padova, Italy

AREADUE Pavia, Italy


Sobre nós A Filial Brasileira

O Brasil é considerado um mercado estratégico para o desenvolvimento de nossas linhas de negócios e crescimento internacional AREA Impianti já realizou algumas instalações no Brasil nos setores de Vidro Plano e Fundições A empresa já dispõem de parcerias com empresas locais para a construção e montagem de instalações Desde 2012 estamos presentes na Cidade de São Paulo, com uma filial comercial no Edifício DACON, Av. Cidade Jardim, 400. As operações no Brasil são gerenciadas pelo Eng. Fabio Guastini.


Setor Projeto/Atividade Numero de

referencias

Incineradores Linha Trat. Gases 35

Incineradores Turn key 6

Resíduos Industriais Turn key 3

Biomassa-a-Energia Linha Trat. Gases 8

Biomassa-a-Energia Turn key + gestão 1

Digestão anaeróbica Turn key + gestão 1

Indústria do Vidro Linhas Tratamento Gases e Heat Recovery

58

Fundição Linha Trat. Gases quente 102

Fundição Linhat Trat. Gases moldagem 74

Alumínio Linha Tratat. Gases 35

Cimento Linha Tratat..Gases 1

Sobre nós Referências


Mixer

Armazenamento Reagente e

Injeção

Flue gas

Trocador de Calor/ Heat recovery Filtração

Ammonia

DeNOxSCR

Esse sistema é a solução mais confiável e eficiente para o controle completo de poluentes provenientes dos gases de combustão e é adotado tanto por novas como antigas fábricas de vidro

Possível troca de calor com sistema ORC (Organic Rankine Cycle) para a produção de Energia Elétrica

Recuperação de Calor Linha esquematica de tratamento da fumaça

Ventilador e Chaminè


Trocador de calor é uma solução de duplo efeito O resfriamento de gases de combustão é obrigatório, mesmo sem a recuperação de calor, para obter compatibilidade com os equipamentos do tratamento de gases de combustão

● Filtros de Manga - temperatura máxima de operação = 200°C

● Precipitador Eletrostático - temperatura máxima de operação = 400°C

Recuperação de Calor Tratamento de gases de combustão

(1) Resfriamento dos gases do processo (FGT)

(2) Recuperação de energia

A função dos Trocadores de Calor em Sistemas de Tratamento de Gases na Recuperação de Energia


I- Troca de calor entre o gas e um veiculo térmico (ar, oleo diatermico, agua):

• Operação do sistema de resfriamento independente do sistema de recuperação de energia.

• Alta disponibilidade operacional da planta de tratamento gás independentemente da recuperação de energia

• Sem interferência entre a produção de vidro e a recuperação de energia

II- Produção de Energia Elétrica:

• Módulo ORC – Organic Rankine Cycle - integrado com trocador de calor de Ar/Gás, óleo diatérmico /Gás ou agua superaquecida/gas

• Sem necessidade de operador de caldeira certificado

III- Sistema de limpeza interno:

• Redução de crostas com sistema simples e confiável

Recuperação de Calor Princípios de soluções técnicas


Gases do forno são resfriados pelo ar como portador térmico para:

• Aquecimento de água para processo ou uso interno da planta

• Pré-aquecimento do caco

• Vapor de baixa pressão para processo

• Óleo diatérmico / água super aquecida para módulo ORC

Módulo ORC pode ser usado para:

• Produção de Energia Elétrica

• CHP – Cogeneration Heat and Power

Ventilador de refrigeração

Trocador de

calor ar/água

Recuperação de Calor Trocador de Calor Ar/Gas

Gás de combustão

do forno

Gás de combustão para o tratamento


Recuperação de Calor Trocador de calor óleo diatérmico/Gás

• Óleo diatérmico/água super aquecida para módulo ORC

• Produção de Energia Elétrica com ORC

• CHP – Cogeneration Heat and Power

Trocador Primario

Trocador Segundario


Recuperação de Calor Trocador de calor: sistemas de limpeza interior

As correntes oscilam entre as placas do trocador de calor deixando as passagens de gás limpas

Sistema de limpeza para evitar o acúmulo de poeira na base do trocador de calor

Saída do gás Entrada do gás


Forno: ENDPORT

Combustível: Gás natural

Produção de vidro: 75 t/d

Tratamento de gás de combustão: filtro de manga

Ano de start-up: 2008

Uso do calor:

• Combustão de ar pré-aquecido

• Sistema de aquecimento do edifício

Em construção Em operação

Recuperação de Calor Caso 1 – Forno de vidro oco


Do forno

Para o filtro de manga

Ar ambiente

Ar expelido

Para combustão de ar pré-aquecido

Para o sistema de aquecimento do edifício

Total de calor recuperado:1000 kW

Economia de gás natural:145 Sm3/h - necessário para aquecimento ar a partir de: 20°C

Recuperação de Calor Caso 1 – Forno de vidro oco


Ar quente

Saída de ar quente

Entrada de água

fria

Ar quente

Ar frio

Forno: SIDEPORT

Combustível: gás natural

Produção de vidro: 730t/d

Tratamento de gás de combustão: ESP

Ano de start-up: 2011

Uso do calor:

• Aquecimento das instalações prediais e aquecimento de água quente para o processo.

Recuperação de Calor Caso 2 – Forno de vidro plano


Do forno

Para ESP

• Fluxo de gás: 92000 Nm3/h

• Entrada de Gás T: 474°C

• Saída de Gás T: 300°C

• Fluxo de água: 300 m3/h

• Entrada de água T: 70°C

• Saída de água T: 90°C

• Calor recuperado: 7 MW

• Economia de gás natural: 7.200.000 Sm3/ano

Recuperação de Calor Caso 2 – Forno de vidro plano


Produção de Energia Eletrica atraves de ORC Forno Float para vidro plano

Um forno float a gas natural, 750 tpd, 85.000 Nm3/h @ 450°C.

O sistema è composto de:

• Trocador de calor primario para resfriamento dos gases até 325°C

• Injeção de cal para remoção de poluentes acidos na fumaça

• ESP para despoiramento

• Hi-T SCR a 310°C

• Trocador de calor secundario para resfriamento dos gases até 180°C

• Ventialador exaustão e chaminé

Recuperação total de calor: 9,1 MWth

Produção potencia eletrica bruta: 2,2 MWel

Pay-Back Time para Italia: cerca de 3 anos.


750 tpd

ESP SCR

180°C 310°C

Hi-T HE

325°C 450°C

4,5 MWth

300°C

Low-T HE

ORC

150°C

4,6 MWth

2,2 MWe

Produção de Energia Eletrica atraves de ORC Vidro plano: esquema de processo


Dois fornos para vidro oco a gas natural, 250+250 tpd, 45.000 Nm3/h @ 500°C.

O sistema è composto de:

• Trocador de calor para resfriamento dos gases até 220°C

• Injeção de bicarbonato de sodio para remoção de poluentes acidos na fumaça

• Filtro de manga para despoiramento

• Low-T SCR, (com sistema de rigeneração automatica) a 210°C

• Ventialador exaustão e chaminé

Recuperação total de calor : 5,1 MWth

Produção potencia eletrica bruta : 1,2 MWel

Pay-Back Time para Italia: cerca de 4 anos

Produção de Energia Eletrica atraves de ORC Fornos Sideport para vidro oco


250 tpd

Hi-T HE

220°C 500°C

300°C

ORC

150°C

5,1 MWth

1,2 MWe

BF SCR

210°C

250 tpd

Produção de Energia Eletrica atraves de ORC Vidro oco: esquema de porcesso


Ventilador d’exaustão

Forno

Alta-T Trocador de

calor

ORC - Organic

Rankine Cycle

Torres de Resfriamento

Generador água quente

Baixa-T Trocador de

calor

Produção de Energia Eletrica atraves de ORC P&I – um caso real


Precipitador Eletrostatico

Ventilador e Chaminè

SCR DeNOx

1ª Recuperação de calor

2ª Recuperação de calor

329°C

Produção de Energia Eletrica atraves de ORC Aplicação para dois fornos de vidro plano

85000 Nm3/h

500°C

85000 Nm3/h

500°C

MODULO ORC Energia Elétrica produzida : 5,4 MWe

329°C

180°C

180°C


O típico ciclo orgânico Rankine funciona na seguinte forma :

• O fluido orgânico, vaporizando, extrai calor do fluido primário para uma série de trocadores de calor primários (pré-aquecedor, evaporador, superaquecedor)

• O vapor do fluido orgânico expande numa turbina

• Um recuperador recupera o calor ainda disponível para o fluxo de saída da turbina

• Um condensador extrai o calor de baixa temperatura contida no fluido

• A bomba fornece o fluido a pressão máxima de voltar para os trocadores de calor

Organic Rankine Cycle (ORC) Esquema de processo


•Maior eficiência de uma turbina axial

•Baixas vibrações, o que significa maior vida útil dos rolamentos e vedações

•Mais simples tecnologia de construção:

•lâminas retas

•multi etapas em um único disco (design simples e confiável)

Organic Rankine Cycle (ORC) Turbina


Exemplo de um ciclo térmico ORC de 1 MW

Organic Rankine Cycle (ORC) Sistema conjunto


Organic Rankine Cycle (ORC) Torres de Resfriamento


Dados considerados:

•Preço energia elétrica 200 reais/MWh

•Duração da operação 8000 hr/y

■ Preço investimento, kR$

■ Pay back time, yr

Organic Rankine Cycle (ORC) CAPEX e Pay-back time

Copia di 2014-02-03 Costi-prezzi HR.xlsx


Facilidade de integração com o trocador de calor gás/ar:

• Sem interferência sobre a produção de vidro • Sem interferência sobre o tratamento da fumaça

Comparado com solução de recuperação de calor através do gerador de

vapor:

• Sem necessidade de equipamentos auxiliares para o ciclo do vapor (desmineralização, desgaseificador,etc.)

• Sem necessidade de operador de caldeira certificado

• Redução do tempo de inatividade devido a manutenção (maior disponibilidade operacional)

• Sem necessidade de resfriamento de emergência de gases de combustão durante a inatividade do HRSG

Ótima solução para CHP (Cogeneration Heat and Power)

• Quase 100% do calor recuperado é transferido para os usuários

Produção de Energia Eletrica atraves de ORC Vantagens do Sistema ORC


AREA IMPIANTI SpA via Leonino da Zara, 3/A –

35020 z.i. Albignasego (PADOVA - ITALIA) Tel +39.049.8626426 – Fax +39.049.8626422

www.areaimpianti.it

AREA IMPIANTI Engenharia e Serviços Tecnicos Ltda Brasil Fabio Guastini, Area Manager [email protected]

Cel.: +55.11.97285.1842

Sede legal: Av. Cidade Jardim, 400, 7° Andar – Jardins – São Paulo Tel.: + 55 11 3473 0139

Contato

Publicação

http://www.areaimpianti.it/

mailto:[email protected]

ativ 2013.pdf

Soluções para Recuperaçao de Calor e Produçao Energia ... · Soluções para Industria do Vidro...

Documents

Transcript of Soluções para Recuperaçao de Calor e Produçao Energia ... · Soluções para Industria do Vidro...