Análise de um regenerador de ácido clorídrico sob a óptica da termofluidodinâmica e termoeconomia

Abstract

Resumo: Sob a perspectiva da termodinâmica e das leis de transferência de calor e massa, este trabalho apresenta a analise do funcionamento de um regenerador de acido clorídrico, instalado em uma empresa do ramo de ferragens elétricas. Investigam-se as eficiências térmicas e mássicas, com o objetivo de melhorar 0 desempenho do sistema e viabilizar e economicamente a operação. Inicialmente fez-se uma analise termoeconômica do sistema, atribuindo-se valor exergético e monetário as correntes de entrada e saída de cada dispositivo objetivando-se eliminar desperdícios e conseqüentemente reduzir o custo de operação. Em seguida utilizando-se de princípios de transferência de calor e massa, realizou-se a analise da coluna de destilação, com o objetivo de se entender o mecanismo de aquecimento e transferência mássica dos Vapores. Esta analise tem por finalidade entender e sugerir modificações ao sistema com o intuito de se eliminar o tempo morto no inicio de operação e o arraste de acido junto com a água recuperada. Fez-se também uma estimativa das perdas de calor pelo não isolamento do permutador de Calor, procurando-se justificar ou não a possibilidade de isolá-lo termicamente. Por fim, conseguiu-se atingir a Viabilidade termoeconômica deste sistema fazendo-se a troca parcial de combustível da caldeira. O Calor desperdiçado pelo não isolamento do trocador de calor foi verificado como sendo insignificante, o recheio da coluna cumpre seu objetivo de frear qualquer fluxo provocado pela bomba de circulação e com relação ao arraste de acido, não foi encontrada uma solução viável para este problema

Abstract: Under the perspective of thermodynamics and the laws of heat and mass transfer, this paper presents the analysis of the operation of a hydrochloric acid regenerator installed in an industry of the electrical hardware segment. We investigate the thermal and mass efficiencies, with the goal to improve system performance and economically viable operation. Initially was made a thermoeconomic system analysis, assigning the exergetic and monetary value to input currents and output of each equipment aiming to eliminate Waste and thus reduce the cost of operation. Then, Was used the principles of heat and mass transfer, the analysis Was made of the distillation column, with the goal to understand the mechanism of heat and mass transfer of steam. This analysis is aimed at understanding and suggest modifications to the system in order to eliminate the dead time at the beginning of operation and drag acid With the Water recovered. And was made an estimate of heat losses by not isolating the heat exchanger, seeking to justify or not the possibility to isolate it thermally. Finally, we managed to reach the thermoeconomic feasibility of this system by the partial replacement of boiler fuel. The heat Wasted by not insulating the heat exchanger Was found to be insignificant, the filling of the column complies its goal of stopping any flow induced by the circulator and With respect to drag acid a feasible solution has not been found to this problem