Utilização de trocadores de calor de placas em espiral em processos da indústria siderúrgica

Abstract

Stricter environmental policies are shown necessary to ensure an effective pollutant emission control. It is expected for the present year of 2015, that Brazil will assume, at the 21th United Nation's Climate Change Conference (COP21), implementation of commitment to a low carbon economy. This positioning affects the industrial environment, so that is deemed necessary to search for new technologies, less aggressive to the environment, so the adequacies to the new emission policies do not cause a negative effect on production. Almost all of the processes performed in the steel industry demand burning fuel and, therefore, flue gases are sent to the atmosphere. In this present work is discussed the utilization of heat exchangers so, by recovering part of the available heat from the flue gases of certain industrial process, the combustion air is preheated. The combustion air preheat results in less energy requirement, i.e., less need of fuel consumption and, in addition, minor amount of pollutants to be emitted. Due to better fitting to the process, it is studied the utilization of spiral plate heat exchangers. The heat exchanger dimensioning is made by an iterative method implemented in the software Microsoft Excel. Subsequently are analyzed the gains in terms of process's thermal efficiency improvement and the percentage of fuel saving. The latter implies in reduction of the same percentage of greenhouse gases emission

Políticas ambientais cada vez mais rigorosas se mostram necessárias para controle de emissões de poluentes à atmosfera. É esperado para o presente ano de 2015 que o Brasil assuma, na 21ª Conferência do Clima das Nações Unidas (COP21), compromisso de implantação da economia de baixo carbono. Tal posicionamento impacta o meio industrial, de modo que se mostre necessária a busca por novas tecnologias, menos agressivas ao meio ambiente, para que as adequações às novas políticas de emissões não causem efeito negativo sobre a produção. Quase que a totalidade dos processos realizados na indústria siderúrgica demanda queima de combustível e, portanto, emite gases provenientes da combustão à atmosfera. É discutida no presente trabalho a utilização de trocadores de calor para que, através da recuperação de parte do calor disponível dos gases de exaustão de determinado processo, o ar destinado à combustão seja preaquecido. Resultado do preaquecimento do ar anterior à combustão é menor necessidade energética, ou seja, menor necessidade de consumo de combustível e, adicionalmente, menor quantidade de poluentes a ser emitida. Devido à melhor adequação ao processo, é estudada a utilização de trocadores de calor de placas em espiral. Parte-se, portanto, de seu dimensionamento através de um método iterativo utilizando o software Microsoft Excel e, posteriormente, se faz a análise de ganho em termos de eficiência térmica do processo e de economia percentual de combustível. Esta última traduzse em redução de emissões de gases de efeito estufa