Recuperação de calor residual de fontes líquidas em indústria de pasta e papel

Abstract

The industrial sector generates a significant amount of waste heat that is currently being discarded. Motivated by post-pandemic recovery and sustainable development (especially carbon neutrality), the recovery of this excess energy has become an important objective for Navigator.In this work, carried out at "The Navigator Company" in the industrial complex of Figueira da Foz, a study was conducted to identify liquid sources of waste heat, as well as possible techniques for recovering the identified waste heat. One of the objectives was to evaluate the feasibility of the studied techniques for implementation in the industrial complex. From this analysis, it was concluded that the recovery of heat from the cooling system of the air compressors and the heat exchanger (recovery in the smelt tank) are the only technologies that present feasibility and, therefore, a higher probability of future implementation in Navigator. The other techniques studied did not present economic feasibility (either because the energy balance between saved and consumed energy was negative, or because of corrosion problems and high energy costs). The savings were observed in the generation of low-pressure steam (using biomass). If the considered steam were generated from natural gas (as has already happened in the complex and may happen again in case of biomass boiler failure or shortage), these techniques would already have economic viability, showing how only one factor can be decisive in the implementation of a particular technique.Within these two techniques that showed feasibility, heat recovery from the cooling system of the air compressors and heat recovery in the smelt tank (using a heat exchanger), several feasibility indicators were analyzed. Regarding economic savings, preheating the demineralized water tank allows for savings of €126,657/year in steam in the first case and €133,043/year in the second case, allowing for the investment to be recovered after 4.4 years and 3.1 years, respectively.

O setor industrial apresenta uma grande quantidade de calor residual que é desperdiçado. Motivados pela recuperação pós-pandémica e pelo desenvolvimento sustentável (nomeadamente neutralidade carbónica), a recuperação dessa energia excedente transformou-se num objetivo importante para a Navigator.Neste trabalho, desenvolvido na “The Navigator Company” no complexo industrial da Figueira da Foz, foi realizado um estudo de identificação de fontes líquidas de calor residual bem com de possíveis técnicas para recuperação do calor residual identificado. Um dos objetivos passou pela avaliação das técnicas estudadas quanto à sua viabilidade para serem implementadas no complexo industrial. Dessa análise, concluiu-se que a recuperação de calor do sistema de arrefecimento dos compressores de ar e o permutador de calor (recuperação no tanque de smelt) são as únicas tecnologias que apresentam viabilidade e, por isso, maior probabilidade de futura implementação na Navigator. As restantes técnicas abordadas não apresentaram viabilidade económica (ou porque o balanço energético entre a energia poupada e a consumida era negativo, ou por problemas de corrosão e ainda elevados custos energéticos). A poupança verificada era na geração de vapor de baixa pressão (partindo de biomassa). Se o vapor considerado fosse gerado a partir de gás natural (como já aconteceu no complexo e pode voltar a acontecer em caso de avaria da caldeira de biomassa ou em caso de escassez do material) essas técnicas apresentariam já viabilidade económica, mostrando como apenas um fator pode ser decisivo na implementação de uma determinada técnica.Dentro destas duas técnicas que apresentaram viabilidade, recuperação de calor do sistema de arrefecimento dos compressores de ar e recuperação de calor no tanque de smelt (com recurso a um permutador de calor), foram analisados vários indicadores de viabilidade. Quanto às poupanças económicas, o pré-aquecimento do tanque de água desmineralizada permite poupar 126 657 €/ano em vapor no primeiro caso e 133 043 €/ano no segundo caso, permitindo recuperar o investimento ao fim de 4,4 anos e 3,1 respetivamente.