Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/36496
Title: Estudo de aproveitamento do calor residual em cimenteira usando geradores termoelétricos
Other Titles: Assessment of waste heat recovery in cement industry using thermoelectric generators
Author: Alvim, Pedro José da Silva
Advisor: Brito, Francisco Carrusca Pimenta de
Costa, Vítor António Ferreira da
Keywords: Aproveitamento de calor residual
Geradores termoelétricos
Sistemas de larga escala
Defense Date: 25-Nov-2022
Abstract: Vivemos numa altura em que as preocupações ambientais e energéticas ganham cada vez mais importância. Assim sendo, torna-se imperativo procurar novas formas de geração de energia/eletricidade, de forma sustentável, bem como procurar processos o mais eficientes possível. Esta dissertação foca-se no estudo do aproveitamento de calor residual das paredes de um forno de uma cimenteira através da aplicação de geradores termoelétricos produtores de energia elétrica, avaliando também o seu desempenho energético, económico e ambiental. A geração de eletricidade ocorre através de uma diferença de temperatura nas faces opostas dos módulos termoelétricos, uma interface fria e uma outra quente. Durante este processo o sistema não necessita de grande manutenção, nem de supervisão, duas das suas grandes vantagens. A tecnologia existente ainda não é suficientemente competitiva quando aplicada em larga escala, pois os custos ligados aos materiais termoelétricos normalmente usados eram até recentemente elevados, e a geometria dos sistemas existentes não estava adaptada para aplicações de larga escala. Assim toda esta análise assenta num modelo capaz de dar resposta a esta dificuldade através da utilização de materiais recentemente desenvolvidos e geometrias adaptadas à larga escala. Foi também explorada uma solução de arrefecimento da interface fria utilizando o calor que promove a convecção natural. Os cálculos e a análise realizados tiveram por base dados fornecidos pela CIMPOR Alhandra e pelos fabricantes de módulos termoelétricos. Os resultados têm a finalidade de mostrar a potencialidade e de que modo esta tecnologia pode ser implementada em processos industriais de grande escala de forma rentável.
We live at a time where environmental and energy concerns are becoming increasingly relevant, making it essential to seek new ways of generating energy/electricity in a sustainable manner while also ensuring that the processes run as efficiently as possible. This dissertation explores the use of residual heat from the boundaries of a cement industry rotating kiln through the use of thermoelectric generators that produce electricity, as well as the assessment of its energetic, economic, and environmental performance. A temperature difference on the opposite sides of the thermoelectric modules, a cold interface and a hot interface, generates eletrical power. Since there are no moving parts, the whole apparatus does not require major maintenance or supervision, two of its major advantages. The present technology is not yet competitive enough, when applied on large scale, because the costs associated with the thermoelectric materials used until recently were high and the geometry of existing systems was not adapted to large-scale applications. Therefore, all this analysis will be based on a model capable of responding to this difficulty by using newly developed materials and geometries suitable for large-scale systems. Also, an ingenious method of using heat to promote heat transfer through natural convection is explored. The calculations and analysis were based on data provided by CIMPOR Alhandra and the manufacturers of thermoelectric modules. The results will aim to show the potentiality and how this technology can be cost-effectively implemented in large-scale industrial processes.
URI: http://hdl.handle.net/10773/36496
Appears in Collections:UA - Dissertações de mestrado
DEM - Dissertações de mestrado

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