Levantamento do estado da arte de tecnologias de recuperação energética de gases de exaustão e um estudo de caso de uma caldeira a biomassa

Abstract

A necessidade de processos mais eficientes é um dos aspectos mais importantes para a economia de custos e conservação ambiental. Para atingir estes objetivos, o setor industrial é um dos principais alvos, tendo em vista que é responsável por cerca de um terço da energia consumida mundialmente. De toda a energia utilizada na indústria, metade é perdida durante o processo. Para serem obtidos processos mais eficientes e rentáveis, é necessário reaproveitar a energia que se perde na indústria. Uma das principais fontes do desperdício de energia se encontra nos gases de exaustão quentes, provenientes de processos de combustão. O objetivo do presente estudo foi fazer o levantamento do estado da arte das tecnologias de recuperação energética desses gases e realizar um estudo de caso sobre o impacto dessa recuperação em uma caldeira comercial que gera vapor em um ciclo Rankine a vapor para uma usina termoelétrica. O levantamento foi realizado por meio de revisão bibliográfica e documental. O estudo de caso foi realizado com auxílio da empresa fabricante da caldeira. Identificou-se treze tecnologias com estudos na literatura sobre a recuperação energética de gases quentes. Concluiu-se que o ciclo Rankine orgânico é a tecnologia mais adequada para a recuperação energética de gases de exaustão quentes, devido à sua maturidade tecnológica. A usina termoelétrica estudada opera com uma eficiência de 19,14%, gerando 1880,7 kW de calor residual em seus gases de exaustão. Foi estimado que ciclo Rankine orgânico proposto é capaz de gerar 368,4 kW de potência elétrica, aumentando a eficiência do ciclo Rankine a vapor em 1,35%. Com o estudo de caso comprovou-se o potencial da recuperação energética como alternativa para melhorar a eficiência de um ciclo Rankine a vapor.