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Sobre a análise Pinch e o aproveitamento de calor residual com vista ao aumento da integração energética



Imagem: Heat integration for bio-oil hydroprocessing coupled with aqueous phase steam reforming
Shemfe, Mobolaji B. et al.Chemical Engineering Research and Design , Volume 107 , 73 - 80

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A Análise Pinch é um método heurístico que pode ser usado para alcançar a máxima recuperação energética de processos,  encontrando a melhor forma de troca térmica entre correntes quentes e frias, e aproveitando a energia do próprio processo para as operações de troca térmica.

Para se aplicar a Análse Pinch, é necessário conhecer as temperaturas de entrada e saída, as capacidades caloríficas e os caudais mássicos de todas as correntes que serão envolvidas no processo de integração energética. É necessário também, que esta integração energética sugeridas pela Análise Pinch, obedeça à primeira e segunda lei da Termodinâmica.

Adaptado de:  Júnior, C.C.F. (2009) Integração Energética da Etapa de Extração de óleo de Soja Utilizando a Análise Pinch, Univ. Estadual do Paraná, Tese de Mestrado

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Como pode ser observado na Figura 3.02 o ΔTmin representa a menor diferença de temperatura entre as duas curvas. A energia recuperada é a energia transferida entre as correntes, sendo que o aquecimento adicional da corrente fria é feito por utilidades quentes e o resfriamento final da corrente quente é feito por utilidades frias.

Fonte: Módenes,  A. N. , (1999) Utilização da análise Pinch na redução de emissões de poluentes, 
Univ. Estadual de Capinas, Tese de Doutoramento

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Logicamente que a grande utilidade da Análise Pinch resulta da sua aplicação a processos que combinem várias correntes quentes contendo calor residual com potencial de aproveitamento, e correntes frias que possam beneficiar desse calor residual. Com efeito, a Figura 3.02 pode ser transformada numa figura equivalente, mas combinando todas as correntes quentes e todas as correntes frias a utilizar, tal como se mostra abaixo, na Figura 3.05.

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O ponto onde as duas curvas são mais próximas, ou seja, o ponto onde a diferença de temperatura entre as curvas é mínima (ΔTmin) é denominado de ponto de estrangulamento energético (PEE). Este ponto limita o grau de integração energética no processo, representando um gargalo do ponto de vista da recuperação de energia.


Fonte: Módenes,  A. N. , (1999) Utilização da análise Pinch na redução de emissões de poluentes, 
Univ. Estadual de Capinas, Tese de Doutoramento



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