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Recuperação e utilização do calor residual no processo produtivo de pneus
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia | |
| dc.contributor.advisor | Pimenta, Maria Paula Moreira de Carvalho Amorim Neto | |
| dc.contributor.author | PARREIRA, DIANA GUIMARÃES | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-04T15:41:54Z | |
| dc.date.available | 2025-09-04T15:41:54Z | |
| dc.date.issued | 2025-07-14 | |
| dc.description.abstract | A presente dissertação corresponde ao estágio curricular realizado na empresa Continental Mabor, no âmbito do Mestrado em Engenharia Química. Os objetivos do projeto consistiram em analisar as fontes de calor residual do processo produtivo do pneu, quantificá-las energeticamente e propor soluções para o aproveitamento das mesmas. Numa fase inicial, destacou-se a área da vulcanização como um dos locais com maiores perdas térmicas, devido ao uso intensivo de vapor a alta pressão. Identificaram-se, nesta fase do processo, duas fontes de calor residual: os condensados sujos, que chegam à fase de tratamento a temperaturas elevadas (aproximadamente 55ºC), e o vapor flash libertado para atmosfera através de aberturas nas tubagens, instaladas para acelerar o escoamento dos condensados e otimizar os ciclos de vulcanização. Estima-se uma perda de 4,3 t/h de vapor flash, a 100ºC, traduzindo-se numa potência térmica de 2,7 MW. O aproveitamento integral desta fonte de calor revelou-se inviável, devido à dispersão dos 21 pontos de descarga por uma vasta área e pelos desafios associados à recolha e ao transporte de vapor. Por isso, decidiu-se adotar uma abordagem mais localizada e seletiva, tentando integrar sempre que possível o sistema AVAC como destino do calor recuperado. Analisaram-se duas estratégias diferentes: uma baseada numa pulverização direta, já implementada noutras unidades industriais; e outra centrada em equipamentos comerciais desenvolvidos para vapor flash. Após o estudo das duas hipóteses, concluiu-se que a instalação de dois condensadores em dois tubos de descarga permite a recuperação de 10% e o aquecimento de 11,7 t/h de água para o sistema AVAC, com uma poupança anual associada de 59 119 € e um payback estimado em 1 ano, revelando-se como a hipótese mais promissora para futura recuperação integral. Outra fonte de calor residual de elevado destaque diz respeito à água que circula no processo, cujo calor é atualmente dissipado nas torres de arrefecimento. A estratégia de recuperação para esta fonte consiste na implementação de 13 bombas de calor, cujo o objetivo é fornecer água quente ao sistema AVAC e reduzir o consumo de vapor vivo. Com este projeto, prevê-se a recuperação de 12% da energia atualmente dissipada nas torres, proporcionando uma poupança anual de 532 086 € e um payback de quase 6 anos. Posto isto, os resultados obtidos evidenciam o elevado potencial da recuperação do calor residual, apesar dos desafios técnicos e da ausência de dados que, por vezes, são cruciais para a definição de estratégias de aproveitamento e para uma tomada de decisão mais informada. | por |
| dc.description.abstract | This dissertation describes the curricular internship carried out at Continental Mabor, as part of the master’s degree in chemical engineering. The main goals of the project consisted in analyzing the sources of waste heat in the tire production process, quantifying them energetically and propose feasible recovery solutions. Initially, the vulcanization area stood out as one of the places with the greatest thermal losses, due to the intensive use of high-pressure steam. Two sources of residual heat were identified at this stage of the process: the dirty condensate, which reaches the treatment stage at high temperatures (approximately 55ºC), and flash steam released into the atmosphere through pipe openings, installed to accelerate condensate drainage and optimize the vulcanization cycles. It is estimated that 4.3 t/h of flash steam are lost at 100ºC, corresponding to a thermal power of 2,7 MW. Since the full recovery of this heat source proved unfeasible, due to the dispersion of the 21 vents and the challenges associated with collecting and transporting the steam, a more localized and selective approach was used, aiming whenever possible to integrate the HVAC system as the heat sink. Two different strategies were analyzed: one based on direct spraying, already implemented in other industrial units; and the other focused on commercial equipment specifically designed for flash steam recovery. After evaluating both options, it was concluded that installing two condensers on two vents would enable the recovery of 10% and the heating of 11.7 t/h of water for the HVAC system, resulting in an annual saving of €59,199 and an estimated payback period of approximately one year. This makes it the most promising solution, with high potential for future large-scale implementation. Another significant heat source comes from the process water, whose thermal energy is currently dissipated through existing cooling towers. The proposed recovery strategy involves the installation of 13 heat pumps, aimed at supplying hot water to the HVAC system and reducing steam consumption for this purpose. With this project, it is expected to recover 12% of the energy currently dissipated in the cooling towers, leading to an annual saving of €532,086 and an estimated payback period of approximately six years. In conclusion, the results confirm the high potential for waste heat recovery in the unit, despite the technical challenges and the lack of data, which are often critical for defining recovery strategies and making more informed decisions. | eng |
| dc.identifier.tid | 203995589 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/30379 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.rights.uri | N/A | |
| dc.subject | waste heat recovery | |
| dc.subject | energy efficiency | |
| dc.subject | flash steam | |
| dc.subject | heat pumps | |
| dc.subject | HVAC systems | |
| dc.subject | Recuperação de calor residual | |
| dc.subject | Eficiência energética | |
| dc.subject | Vapor flash | |
| dc.subject | Bombas de calor | |
| dc.subject | Sistemas AVAC | |
| dc.title | Recuperação e utilização do calor residual no processo produtivo de pneus | |
| dc.title.alternative | Recovery and use of waste heat in the tire production process | eng |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Química |