Análise exergética e estudo da formação de poluentes em fábricas de cimento

Abstract

Visando reduzir o consumo de energia, várias inovações tecnológicas têm sido incorporadas no processo de produção de cimento. Pode-se mostrar como exemplo, as seguintes tecnologias que foram utilizadas neste trabalho pré-aquecedores de ciclones de cinco e seis estágios e o sistema de by-pass. Os pré-aquecedores de ciclones de cinco e seis estágios, permitem obter um maior aproveitamento do calor residual dos gases da exaustão do forno rotativo, gerando uma redução no consumo específico de calor do processo. Um outro exemplo é o sistema de by-pass, onde o objetivo é retirar o teor de cloro e álcalis presentes nos gases de exaustão, e oriundos das matériasprimas, para se evitar a formação de incrustrações nos ciclones e da formação de fissuras no concreto. Este trabalho apresenta uma análise de energética e exergética de três diferentes fábricas de cimento, além de avaliar os fatores que levam a formação e as emissões gasosas. O estudo de caso 1 apresenta um sistema de produção de clínquer com forno equipado com pré-aquecedores de quatro estágios e um pré-calcinador. Esta instalação possui um sistema de by-pass com desvio de 100% do volume total de gás de exaustão do forno. Já o estudo de caso 2 é referente a uma instalação com um forno com pré-aquecedores de cinco estágios e pré-calcinador, equipado com sistema de by-pass que faz o desvio de 15% do volume total de gás de exaustão do forno. No estudo de caso 3, o sistema de produção de clínquer é composto por um forno que possuí pré-aquecedores de seis estágios e pré-calcinador. Os resultados apontam que para os três estudos de casos, o préaquecedor/calcinador se mostra como a principal fonte de irreversibilidades, conforme esperado. A eficiência exergética global obtida para o estudo de caso 1 foi de 30,87%, para estudo de caso 2 foi de 28,94% e para o estudo de caso 3 foi de 32,09%. A emissão de CO2 proveniente da matériaprima das plantas dos estudos de casos 1 e 2, foi maior do que a emissão proveniente da matériaprima no estudo de caso 3. Foi verificado, portanto, um importante aumento na eficiência do estudo de caso 3, assim como uma redução significativa do impacto ambiental originado pela emissão de CO2.