OTIMIZAÇÃO DO PROJETO DE BATERIAS DE TROCADORES DE CALOR

OTIMIZAÇÃO DO PROJETO DE BATERIAS DE TROCADORES DE CALOR

SOUZA, A. R. C.; SILVA, R. L.; COSTA, A. L. H.

Artigo:

O tema integração energética nas indústrias vem ganhando destaque devido ao encarecimento das utilidades, tornando-se indispensável a sua racionalização. A proposição de redes de trocadores de calor é uma ferramenta fundamental para a integração energética, particularmente na forma de uma bateria de trocadores. O fator determinante para esta integração é a análise de custo da bateria em relação ao consumo de utilidade. O presente trabalho apresenta a utilização de uma ferramenta computacional de otimização, a fim de projetar baterias de trocadores de calor minimizando o investimento nos trocadores. Para isso, é proposto um problema de programação não-linear inteira mista contemplando todas as equações referentes ao projeto de trocadores casco-e-tubo. Através de um exemplo típico da prática industrial, o desempenho da metodologia proposta é ilustrado.

O tema integração energética nas indústrias vem ganhando destaque devido ao encarecimento das utilidades, tornando-se indispensável a sua racionalização. A proposição de redes de trocadores de calor é uma ferramenta fundamental para a integração energética, particularmente na forma de uma bateria de trocadores. O fator determinante para esta integração é a análise de custo da bateria em relação ao consumo de utilidade. O presente trabalho apresenta a utilização de uma ferramenta computacional de otimização, a fim de projetar baterias de trocadores de calor minimizando o investimento nos trocadores. Para isso, é proposto um problema de programação não-linear inteira mista contemplando todas as equações referentes ao projeto de trocadores casco-e-tubo. Através de um exemplo típico da prática industrial, o desempenho da metodologia proposta é ilustrado.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-1183-20606-156926

Referências bibliográficas

• [1] AGARWAL, A., GUPTA, S. K. Jumping gene adaptations of NSGA-II and their use in the multi-objective optimal design of shell and tube heat exchangers. Chem. Eng. Res. and Design, v. 86, p. 123-139, 2008.
• [2] ARAS, O., BAYRAMOGLU, M. A MINLP study on shell and tube heat exchanger: hybrid branchand bound/meta-heuristics approaches. Ind. Eng. Chem. Res., v. 51, p. 14158-14170, 2012.
• [3] HADIDI, A.; HADIDI, M.; NAZARI, A. A new design approach for shell-and-tube heat exchangers using imperialist competitive algorithm (ICA) from economic point of view. Energy Conv. Área temática: Simulação, Otimização e Controle de Processos 7Managem., v. 67, p. 66-74, 2013.
• [4] INCROPERA, F. P.; DEWITT, D. P.; BERGMAN, T. L.; LAVINE, A. S. Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa. Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2008.
• [5] KERN, D. Q. Processos de Transmissão de Calor. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan S.A., 1980.
• [6] MIZUTANI, F. T., PESSOA, F. L. P., QUEIROZ, E. M., HAUAN, S., GROSSMANN, I. E. Mathematical programming model for heat-exchanger network synthesis including detailed heat-exchanger designs. 1. Shell-and-Tube Heat-Exchanger Design. Ind. Eng. Chem. Res., v. 42, p. 4009-4018, 2003.
• [7] PANCHAL, C. B.; HUANGFU, E. Effects of mitigation fouling on the energy efficiency of crude-oil distillation. Heat Transfer Engineering, v. 21, p. 3-9, 2000.

Como citar:

SOUZA, A. R. C.; SILVA, R. L.; COSTA, A. L. H.; "OTIMIZAÇÃO DO PROJETO DE BATERIAS DE TROCADORES DE CALOR", p-12194-12201. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-1183-20606-156926