Title

REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA EM PLANTAS DE SEPARAÇÃO DE AR COM FOCO NA ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA

REDUCTION OF POWER CONSUMPTION IN AIR SEPARATION PLANTS WITH A FOCUS ON TECHNOLOGICAL UPDATE

Authorship

Santos, Ronaldo Santana

Santos, Ronaldo Santana

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DOI

10.5151/2594-3626-31894

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Abstract

TENDO EM VISTA QUE A INDÚSTRIA SIDERÚRGICA É GRANDE CONSUMIDORA DE GASES INDUSTRIAIS E QUE TODAS AS GRANDES EMPRESAS DO SETOR POSSUEM PLANTAS PRODUTORAS DE GASES DO AR INSTALADAS DENTRO DO SEU PARQUE PRODUTIVO E QUE AS PLANTAS DE OXIGÊNIO, NITROGÊNIO E ARGÔNIO SÃO GRANDES CONSUMIDORAS DE ENERGIA ELÉTRICA, POUCO SE DISCUTE NO AMBIENTE DA SIDERURGIA AÇÕES CONCRETAS PARA COMPROMETER AS EMPRESAS PRODUTORAS DE GASES DO AR COM INICIATIVAS PARA REDUZIR O CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA. POR OUTRO LADO, AS EMPRESAS PRODUTORAS DE GASES UTILIZAM-SE DA PREMISSA DE QUE SÃO INDÚSTRIAS DE ENERGIA-INTENSIVA, APROVEITANDO-SE DO CONSUMO ELEVADO E DO ALTO CUSTO DA ENERGIA PARA JUSTIFICA PARA SEUS CLIENTES SIDERÚRGICOS O PREÇO DE SUAS COMMODITIES. ASSIM, PARA ESTAS EMPRESAS, MANTER O CONSUMO ELEVADO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA DEIXA DE SER PRIORITÁRIO, POIS A REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA PODERIA SUSCITAR UMA PRESSÃO INDESEJADA DE SEUS CLIENTES PARA REDUÇÃO DE PREÇOS DOS GASES. ESTE TRABALHO TEM COMO OBJETIVO APRESENTAR AS PRINCIPAIS FONTES DE DESPERDÍCIO DE ENERGIA ELÉTRICA EM UMA PLANTA DE GASES DO AR QUE PRODUZ OXIGÊNIO, NITROGÊNIO E ARGÔNIO, ALÉM DE OFERECER SOLUÇÕES TÉCNICAS PARA PROMOVER A REDUÇÃO NO CONSUMO DE ENERGIA. CONCLUIU-SE QUE, DEPENDENDO DA CARACTERÍSTICA DO PROCESSO E DOS EQUIPAMENTOS DA PLANTA, É POSSÍVEL REDUZIR OS CUSTOS DE ENERGIA ELÉTRICA NO COMPRESSOR DE AR, COM A ADOÇÃO DE FRONT END EM SUBSTITUIÇÃO AOS TROCADORES REVERSÍVEIS, COM A ADOÇÃO DE PENEIRAS MOLECULARES MAIS EFICIENTES, E COM PROCESSO DE TRÊS COLUNAS DE DESTILAÇÃO, COM A UTILZAÇÃO DA COMPRESSÃO INTERNA E DE REFERVEDORES TIPO DOWNFLOW EM SUBSTITUIÇÃO DOS DE TERMOSIFÃO, ALÉM DA ADOÇÃO DE NOVAS GERAÇÕES DE PLC, DCS E DO MPC. RESSALTOU-SE AINDA QUE, COM UMA SÉRIE DE PRECAUÇÕES E AÇÕES PREVENTIVAS DURANTE A ELABORAÇÃO DO CONTRATO DE FORNECIMENTO É POSSÍVEL ALCANÇAR UMA REDUÇÃO MAIS EXPRESSIVA NO CONSUMO DE ENERGIA (PELO MENOS 10%) SEM A NECESSIDADE DE INVESTIMENTO ADICIONAL DE CAPITAL.

THIS WORK AIMS TO PRESENT THE MAIN SOURCES OF WASTE OF ELECTRIC POWER IN AIR SEPARATION PLANTS THAT PRODUCES OXYGEN, NITROGEN AND ARGON, IN ADDITION TO OFFERING TECHNICAL SOLUTIONS FOR THE REDUCTION OF ENERGY CONSUMPTION. THE AIR COMPRESSOR AND THE DISTILLATION SYSTEM ARE RESPONSIBLE FOR THE GREATEST LOSSES, BUT WITH THE ADVENT OF NEW TECHNOLOGIES IT IS POSSIBLE TO MITIGATE THEM. WE INVESTIGATED STATE-OF-THE-ART OF TECHNICAL LITERATURE GEARED TOWARDS NEW TECHNOLOGIES, PATENT REGISTRATION, INFORMATION FROM MANUFACTURERS AND DATA COLLECTION IN LOCO IN SEVERAL PLANTS FROM LEADING MANUFACTURERS IN THE GAS MARKET. DEPENDING ON THE PROCESS CHARACTERISTICS AND EQUIPMENT OF THE PLANT, IT WAS CONCLUDED THAT IT IS POSSIBLE TO REDUCE THE COSTS OF ELECTRIC POWER IN THE AIR COMPRESSOR, WITH ADOPTION OF FRONT END INSTEAD OF REVERSIBLE EXCHANGERS, WITH ADOPTION OF THE THREE COLUMNS OF DISTILLATION, USE OF INTERNAL COMPRESSION AND MORE EFFICIENT MOLECULAR SIEVES, WITH ADOPTION OF DOWNFLOW REBOILERS INSTEAD OF THERMOSIPHON ONES AND ALSO USING NEW GENERATIONS OF PLC, DCS AND MPC. IT WAS ALSO POINTED OUT THAT WITH A SERIES OF PRECAUTIONS AND ACTIONS DURING THE DRAFTING OF THE SUPPLY CONTRACT IT IS POSSIBLE TO ACHIEVE A MORE SIGNIFICANT REDUCTION IN ENERGY CONSUMPTION (UP TO 10%) WITHOUT ADDITIONAL CAPITAL INVESTMENT.

Keywords

Palavras-chave: Gases do ar; Gases industriais; Economia de energia; Produção de oxigênio.

Keywords: Air separation plant; Industrial gases; Power saving; Oxygen production;