Modelo de previsão de penalização energética para sistemas de dessulfurização de gases de combustão de carvão mineral

Abstract

O presente trabalho teve por objetivo formular uma Função de Penalização Energética (FPE) capaz de prever a quantidade de energia consumida nos sistemas de Dessulfurização de Gases de Combustão (FGD) de carvão mineral. Inicialmente, realizou-se a modelagem e a simulação de um sistema FGD por via úmida com calcário e comparou-se os resultados obtidos com os dados disponíveis em literatura para usinas termelétricas em operação. A próxima etapa consistiu da construção da Função de Penalização Energética (FPE) com a utilização do método de Planejamento de Experimento ou Design of Experimentes (DOE) Box-Behnken. A FPE foi formulada com base na variação de quatro parâmetros: temperatura de entrada dos gases de combustão, temperatura de saída dos gases limpos, eficiência de dessulfurização e a quantidade de SO2 presente nos gases de combustão. A resposta foi dada pelo parâmetro de observação denominado de razão de trabalho RT (kJ/mN3), que expressa a energia necessária para a remoção de dióxido de enxofre por unidade de volume de gases de combustão. A FPE foi formulada para três intervalos de eficiência de dessulfurização: (i) 97% a 100%; (ii) 97% a 99,99%; (iii) 97% a 99,5%, e o melhor resultado obteve diferença percentual máxima relativa entre a FPE e o modelo simulado de 1,86%. A análise dos parâmetros de controle constatou que a variação da temperatura dos gases de combustão e de saída dos gases limpos não exercem influência na RT, o que simplificou a FPE. A função simplificada chegou à máxima diferença percentual em relação ao modelo simulado de 1,41%.