Diapositiva 1

Air Cleaning &
Energy from renewable sources
Soluções para Recuperaçao de Calor e Produçao
Energia Eletrica na Indústria do Vidro
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.
Soluções
para
Waste todo
Energy
Soluções
para
Industria
Vidro 2013
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.
AREA IMPIANTI
Padova, Italy
AREA ELETTRICA
Treviso, Italy
AREAUNO
Pavia, Italy
AREA IMPIANTI R&D
Milano, Italy
ENERGEICA
Padova, Italy
AREA GENOVESE
Genova, Italy
AREADUE
Pavia, Italy
AREA IMPIANTI
FRANCE
Second estab. Paris, FR
GERMANY/
POLAND AGENCY
Tirschenreuth, DE
TURKEY AGENCY
Istanbul, TR
AREA IMPIANTI Ltda
São Paulo, BR
CHINA AGENCY
Beijing, PRC
EASTERN EUROPE
AGENCY
Blansko, CZ
Soluções
para
Waste todo
Energy
Soluções
para
Industria
Vidro 2013
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.
Soluções
para
Waste todo
Energy
Soluções
para
Industria
Vidro 2013
Sobre nós
Referências
Setor
Projeto/Atividade
Numero
de
referencia
s
Incineradores
Linha Trat. Gases
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
35
Soluções
para
Waste todo
Energy
Soluções
para
Industria
Vidro 2013
Recuperação de Calor
Linha esquematica de tratamento da fumaça
Armazenamento
Reagente e
Injeção
Mixer
Trocador de
Calor/ Heat
recovery
Filtração
DeNOx
SCR
Ventilador e
Chaminè
Ammonia
Flue
gas
Possível troca de calor com sistema
ORC (Organic Rankine Cycle) para a
produção de Energia Elétrica
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
Soluções para Industria do Vidro 2013
Recuperação de Calor
Tratamento de gases de combustão
A função dos Trocadores de Calor em Sistemas de Tratamento de Gases na
Recuperação de Energia
(1) Resfriamento dos gases
do processo (FGT)
Trocador de calor é uma solução
de duplo efeito
(2) Recuperação de energia
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
Soluções para Industria do Vidro 2013
Recuperação de Calor
Princípios de soluções técnicas
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
Soluções para Industria do Vidro 2013
Recuperação de Calor
Trocador de Calor Ar/Gas
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
Gás de combustão
do forno
Gás de combustão
para o tratamento
Trocador de
calor ar/água
• Vapor de baixa pressão para
processo
• Óleo diatérmico / água super
aquecida para módulo ORC
Módulo ORC pode ser usado
para:
Ventilador de
refrigeração
• Produção de Energia Elétrica
• CHP – Cogeneration Heat and
Power
Soluções para Industria do Vidro 2013
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
Soluções para Industria do Vidro 2013
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
Soluções para Industria do Vidro 2013
Recuperação de Calor
Caso 1 – Forno de vidro oco
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 préaquecido
• Sistema de aquecimento
do edifício
Em construção
Em operação
Soluções para Industria do Vidro 2013
Recuperação de Calor
Caso 1 – Forno de vidro oco
Para o filtro de
manga
Do forno
Ar expelido
Para o sistema
de
aquecimento
do edifício
Para combustão de
ar pré-aquecido
Ar ambiente
Total de calor recuperado:1000 kW
Economia de gás natural:145 Sm3/h - necessário para aquecimento ar a
partir de: 20°C
Soluções para Industria do Vidro 2013
Recuperação de Calor
Caso 2 – Forno de vidro plano
Forno: SIDEPORT
Combustível: gás natural
Produção de vidro: 730t/d
Ar
quente
Saída de
ar quente
Entrada
de água
fria
Tratamento de gás de
combustão: ESP
Ar quente
Ar frio
Ano de start-up: 2011
Uso do calor:
• Aquecimento das
instalações prediais e
aquecimento de água
quente para o
processo.
Soluções para Industria do Vidro 2013
Recuperação de Calor
Caso 2 – Forno de vidro plano
• Fluxo de gás: 92000 Nm3/h
Para
ESP
• Entrada de Gás T: 474°C
• Saída de Gás T: 300°C
Do
forno
• 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
Soluções para Industria do Vidro 2013
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.
Soluções para Industria do Vidro 2013
Produção de Energia Eletrica atraves de ORC
Vidro plano: esquema de processo
ESP
450°C
325°C
SCR
310°C
4,5 MWth
4,6 MWth
750
tpd
180°C
Low-T
HE
Hi-T HE
150°C
300°C
ORC
2,2 MWe
Soluções para Industria do Vidro 2013
Produção de Energia Eletrica atraves de ORC
Fornos Sideport para vidro oco
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
Soluções para Industria do Vidro 2013
Produção de Energia Eletrica atraves de ORC
Vidro oco: esquema de porcesso
BF
500°C
250
tpd
SCR
210°C
220°C
5,1 MWth
Hi-T HE
300°C
150°C
ORC
1,2 MWe
250
tpd
Soluções para Industria do Vidro 2013
Produção de Energia Eletrica atraves de ORC
P&I – um caso real
Forno
Alta-T
Trocador de
calor
Baixa-T
Trocador de
calor
Ventilador
d’exaustão
ORC - Organic
Rankine Cycle
Torres de
Resfriamento
Generador
água quente
Soluções para Industria do Vidro 2013
Produção de Energia Eletrica atraves de ORC
Aplicação para dois fornos de vidro plano
1ª Recuperação
de calor
329°C
85000 Nm3/h
500°C
Precipitador
Eletrostatico
SCR
DeNOx
2ª Recuperação Ventilador e
Chaminè
de calor
180°C
MODULO ORC
Energia Elétrica
produzida : 5,4 MWe
180°C
329°C
85000 Nm3/h
500°C
Soluções para Industria do Vidro 2013
Organic Rankine Cycle (ORC)
Esquema de processo
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 (préaquecedor, 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
Soluções para Industria do Vidro 2013
Organic Rankine Cycle (ORC)
Turbina
•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)
Soluções para Industria do Vidro 2013
Organic Rankine Cycle (ORC)
Sistema conjunto
Exemplo de um ciclo térmico ORC de 1 MW
Soluções para Industria do Vidro 2013
Organic Rankine Cycle (ORC)
Torres de Resfriamento
Soluções para Industria do Vidro 2013
Organic Rankine Cycle (ORC)
CAPEX e Pay-back time
Dados considerados:
•Preço energia elétrica 200 reais/MWh
•Duração da operação 8000 hr/y
■ Preço investimento, kR$
■ Pay back time, yr
Soluções para Industria do Vidro 2013
Produção de Energia Eletrica atraves de ORC
Vantagens do Sistema ORC
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
Soluções para Industria do Vidro 2013
Contato
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
Publicação
Soluções para Industria do Vidro 2013