Análise termoeconômica integrada das plantas de cogeração e etanol em uma destilaria autônoma.

Abstract

O objetivo deste trabalho é realizar uma análise termodinâmica integral de uma planta de cogeração acoplada a um sistema de destilação, numa destilaria autônoma. Trabalhos anteriores têm analisado os dois sistemas separadamente, enquanto outros utilizam ferramentas termoeconômicas para a seleção do melhor esquema e cálculo do custo final dos produtos (eletricidade, álcool hidratado) considerando o sistema de destilação como um modelo caixa-preta. O presente trabalho propõe uma avaliação simultânea de dois sistemas acoplados considerando os parâmetros que intervém na operação de cada um, utilizando como ferramenta uma metodologia exergoeconômica que permita melhorar a utilização energética na planta. O estudo inclui a análise de diferentes esquemas de destilação acoplada a plantas de cogeração baseadas em turbinas de extração/condensação, operando com parâmetros de vapor na faixa de 4,2-12,0 MPa. Indicadores de baseados na Segunda Lei, custos exergéticos e indicadores de produtividade são utilizados como referência na avaliação integrada das duas plantas. Os resultados das alternativas consideradas são comparados com um caso base, o qual consiste em uma "destilaria convencional" operando com baixos parâmetros de vapor (2,1 MPa, 300 °C) e tecnologia convencional de destilação (destilação atmosférica). As conclusões são realizadas tendo em conta a melhor solução esquemática e paramétrica para a operação integrada da destilaria com a planta de cogeração.