Análise energética em central fixa de produção de massas asfálticas

Abstract

O consumo energético nas indústrias é algo que tem de ser monitorizado, avaliado e orientado, visando a eficiência energética e sustentabilidade, de modo não só a reduzir o consumo de combustíveis fósseis, mas também a auxiliar a redução da fatura económica. O presente trabalho teve como principal objetivo uma análise energética, e incorpora a caracterização térmica dos materiais utilizados na indústria de produção de massas asfálticas, e o desenvolvimento de um modelo térmico que preveja o comportamento dos mesmos, na produção de massas asfálticas, em central fixa com incorporação de material reciclado a frio. Primariamente o estudo passou pela análise dos consumos energéticos da instalação, caracterizando-a segundo o Decretolei 71/2008, de 15 de Abril, tendo-se constatado, que o consumo de gás natural se evidencia como uma das principais fontes de energia e um dos principais responsáveis pela emissão de GEE (Gases de Efeito de Estufa). Posteriormente o consumo de gás natural foi distribuído pelos pontos consumidores, o cilindro exsicador e a caldeira de aquecimento de óleo térmico. O cilindro exsicador é o principal consumidor energético, com um consumo próximo de 90% do gás natural total. Seguidamente foi realizada uma caracterização dos materiais utilizados na produção de massas asfálticas segundo o DSC (Differential Scanning Calorimetry). Os materiais analisados foram o reciclado/fresado, o calcário, o pó de calcário, o seixo, a areia e o granito. Os resultados dos materiais secos demonstraram que o material com maior cp (calor específico) foi a areia e o menor o calcário. Nos resultados dos materiais saturados observou-se que o seixo apresenta maior facilidade de remoção de humidade e o reciclado/fresado apresenta menor. Por último, foi realizado um modelo térmico com utilização de um balanço mássico e energético ao processo de secagem e sobreaquecimento dos agregados no cilindro exsicador. Conclui-se que as principais influências no consumo de gás natural, na produção de massas asfálticas com inclusão de material reciclado a frio, são: a necessidade energética de aquecimento em função da temperatura a obter, e a energia necessária para remover o conteúdo em humidade presente nos diversos materiais (fresado e agregados).

The energy consumption in industry is something that must be monitored, evaluated and oriented, improving efficiency and sustainability in order not only to reduce the consumption of fossil fuels, but also to help reduce the economic bill. This study aims an energy analysis, and incorporates the thermal characterization of materials used in asphalt mass production industry, and the development of a thermal model that predicts the behavior of the same in the production of asphalt masses in central fixed incorporating cold recycled material. Primarily the study began by analyzing the energy consumption of the installation, characterizing it according to Decree Law 71/2008, of 15 April, having found that the consumption of natural gas is evidenced as a major source of energy and major contributor to the emission of GHG (Greenhouse Gases). Later, the consumption of natural gas was distributed to the consumers points, the dryer cylinder and the boiler thermal oil heating. The dryer cylinder is the main energy consumer, with a consumption of around 90% of total natural gas. Then, a material characterization was performed asphalt used in the production of asphalt masses according to the DSC (Differential Scanning Calorimetry). The materials analyzed were recycled material, limestone, limestone powder, pebble, sand and granite. The results of the dried material showed that the material that has greater cp (specific heat) was sand and limestone the lowest. In the results of the saturated materials it was observed that the pebble has the greater ease of removal of water content and the recycle material presents less. Finally it was performed a thermal model using a mass and energy balance to the process of drying and overheating the aggregates in the desiccator cylinder. We conclude that the main influences on natural gas consumption in the production of asphalt masses with inclusion of cold recycled material, are the energy requirement depending on the heating temperature to obtain, and the energy required to remove the moisture content at the various materials (recycled and aggregates).