06 09 2016

EQ751 Opera¸co˜es Unit´arias II Roger J. Zemp DESQ - FEQ - Unicamp setembro 2016 O processo Um processo, em fase de projeto, ´e mostrado na figura abaixo. Devido `a previs˜ao da partida de um outro processo e um poss´ıvel gargalo no sistema de a´gua de resfriamento deseja-se estudar a possibilidade de modificar o projeto para reduzir o consumo de a´gua de resfriamento.

Desconsidere o refervedor e o condensador da coluna.

An´ alise do processo e extra¸c˜ ao de dados: O processo apresenta as seguinte correntes: corrente Tinicial /(◦ C) Tfinal /(◦ C) m ˙ cP /(kW/◦ C) 1 2 3 4

175 125 20 40

45 65 155 112 1

10 40 20 15

• o processo possui quatro corrente de processo (duas correntes quentes e duas correntes frias); • existe uma integra¸ca˜o energ´etica entre as correntes, com uma recupera¸ca˜o de 2380 kW de energia; • o processo consome 1400 kW de vapor a 180 ◦ C, e rejeita 1320 kW para a´gua de resfriamento; • a menor diferen¸ca de temperatura ´e encontrada no trocador de calor entre o destilado e o produto final (125 - 112 = 13 ◦ C).

Atividades: 1. Utilizando a planilha pinch: • estime o consumo e rejei¸c˜ao de energia (vapor e ´agua de resfriamento, respectivamente) para a diferen¸ca m´ınimo de temperatura utilizada no processo, 13 ◦ C. • estime o valor de ∆Tmin que levaria ao consumo atual de energia.

2. Identifique o(s) trocador(es) que violam uma ou mais regras que devem ser satisfeitas para operar o processo um consumo m´ınimo de energia.

3. Divida o processo em correntes acima e abaixo do ponto pinch, e mostre que o consumo de energia em cada sub-processo ´e exatamente a meta estabelecida.

4. Desafio: projete uma rede de trocadores de calor que satisfa¸ca as metas de consumo de energia, sem violar o valor de ∆Tmin .