Air Cleaning & Energy from renewable sources. Soluções para Recuperaçao de Calor e Produçao Energia Eletrica na Indústria do Vidro

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1 Air Cleaning & Energy from renewable sources Soluções para Recuperaçao de Calor e Produçao Energia Eletrica na Indústria do Vidro

2 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 para Industria Waste to do Energy Vidro 2013

3 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 AREAUNO Pavia, Italy ENERGEICA Padova, Italy AREADUE Pavia, Italy AREA ELETTRICA Treviso, Italy AREA IMPIANTI R&D Milano, Italy AREA GENOVESE Genova, Italy AREA IMPIANTI FRANCE Second estab. Paris, FR GERMANY/ POLAND AGENCY Tirschenreuth, DE EASTERN EUROPE AGENCY Blansko, CZ TURKEY AGENCY Istanbul, TR AREA IMPIANTI Ltda São Paulo, BR CHINA AGENCY Beijing, PRC Soluções para para Industria Waste to do Energy Vidro 2013

4 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 para Industria Waste to do Energy Vidro 2013

5 Sobre nós Referências Setor Projeto/Atividade Numero de referencia s Incineradores Linha Trat. Gases 35 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 Fundição Linha Trat. Gases quente 102 Fundição Linhat Trat. Gases moldagem 74 Alumínio Linha Tratat. Gases 35 Cimento Linha Tratat..Gases 1 58 Soluções para para Industria Waste to do Energy Vidro 2013

6 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

7 Recuperação de Calor Tratamento de gases de combustão A função dos Trocadores de Calor em Sistemas de Tratamento de Gases na Recuperação de Energia Trocador de calor é uma solução de duplo efeito (1) Resfriamento dos gases do processo (FGT) (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

8 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

9 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 Vapor de baixa pressão para processo Óleo diatérmico / água super aquecida para módulo ORC Módulo ORC pode ser usado para: Produção de Energia Elétrica CHP Cogeneration Heat and Power Gás de combustão do forno Trocador de calor ar/água Gás de combustão para o tratamento Ventilador de refrigeração

10 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

11 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

12 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

13 Recuperação de Calor Caso 1 Forno de vidro oco Do forno Para o filtro de manga 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 Sm 3 /h - necessário para aquecimento ar a partir de: 20 C

14 Recuperação de Calor Caso 2 Forno de vidro plano Forno: SIDEPORT Ar quente Saída de ar quente Combustível: gás natural Produção de vidro: 730t/d Tratamento de gás de combustão: ESP Ano de start-up: 2011 Ar quente Ar frio Entrada de água fria Uso do calor: Aquecimento das instalações prediais e aquecimento de água quente para o processo.

15 Recuperação de Calor Caso 2 Forno de vidro plano Fluxo de gás: Nm3/h Entrada de Gás T: 474 C Saída de Gás T: 300 C Do forno Para ESP 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: Sm 3 /ano

16 Produção de Energia Eletrica atraves de ORC Forno Float para vidro plano Um forno float a gas natural, 750 tpd, Nm 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.

17 Produção de Energia Eletrica atraves de ORC Vidro plano: esquema de processo ESP SCR 450 C 325 C 310 C 180 C 750 tpd 4,6 MWth Hi-T HE 4,5 MWth Low-T HE 300 C 150 C ORC 2,2 MWe

18 Produção de Energia Eletrica atraves de ORC Fornos Sideport para vidro oco Dois fornos para vidro oco a gas natural, tpd, 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

19 Produção de Energia Eletrica atraves de ORC Vidro oco: esquema de porcesso BF SCR 500 C 220 C 210 C 250 tpd 5,1 MWth Hi-T HE 300 C 150 C 250 tpd ORC 1,2 MWe

20 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

21 Produção de Energia Eletrica atraves de ORC Aplicação para dois fornos de vidro plano 1ª Recuperação de calor Precipitador Eletrostatico SCR DeNOx 2ª Recuperação de calor Ventilador e Chaminè 329 C 180 C Nm3/h 500 C MODULO ORC Energia Elétrica produzida : 5,4 MWe 180 C Nm3/h 500 C 329 C

22 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

23 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)

24 Organic Rankine Cycle (ORC) Sistema conjunto Exemplo de um ciclo térmico ORC de 1 MW

25 Organic Rankine Cycle (ORC) Torres de Resfriamento

26 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

27 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

28 Contato AREA IMPIANTI SpA via Leonino da Zara, 3/A z.i. Albignasego (PADOVA - ITALIA) Tel Fax AREA IMPIANTI Engenharia e Serviços Tecnicos Ltda Brasil Fabio Guastini, Area Manager fabio.guastini@areaimpianti.it Cel.: Sede legal: Av. Cidade Jardim, 400, 7 Andar Jardins São Paulo Tel.: Publicação