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Substituição/Revamping de fornos antigos

 

Setor: Vidro e Artigos de Vidro

Processo: Produção de Artigos de Vidro

Subprocesso: Fusão

 

Descrição

A fusão do vidro é um dos processos mais importantes no fabrico de produtos de vidro, consumindo 60 a 70 % da energia total utilizada. Embora apenas cerca de 40 % da energia utilizada se destine ao aquecimento dos materiais e à conversão dos seus componentes, cerca de 30 % pode ser perdida através da estrutura do forno e mais 30 % através dos gases de exaustão. Várias medidas de eficiência energética podem ser consideradas para aumentar a eficiência de fornos em operação:

  • Controlo computacional do processo;
  • Otimização da posição dos queimadores;
  • Melhorias nos refratários e no isolamento;
  • Otimização do excesso de ar;
  • Recuperação de calor residual;
  • Otimização do layout dos tubos dos gases de exaustão para aumentar o calor trocado;
  • Selagem dos queimadores ao bloca do queimador da fornalha para reduzir as infiltrações descontroladas de ar;
  • Utilização de borbulhadores de oxigénio ou de boosting elétrico;
  • Conversão para chamas verticais;
  • Otimização da localização dos elétrodos – para fornos elétricos;
  • Queimadores com baixa produção de NOx (LoNOx®).

No caso de fornos novos ou a serem substituídos, novas conceções e tecnologias de combustão oxi-fuel podem proporcionar poupanças consideráveis:

  • Gás de síntese;
  • Adição de ar enriquecido por andares/etapas;
  • Recuperação de calor residual
  • Queimadores de alta queimadores de elevado poder radiante;
  • Forno a oxi-fuel regenerativo
  • Forno a oxi-fuel recuperativo –CO System® 1

 

Potencial de Poupança de Energia

Das medidas de reconstrução/recondicionamento de fornos de fusão apresentadas, várias apresentam exemplos com potenciais de poupança de energia significativos. A implementação de sistemas de controlo computacionais do processo permite poupanças de energia de 2 a 3 %, e aumentos do rendimento de 8 %. Em fornos regenerativos, poupanças de energia típicas de cerca de 7 % podem ser alcançadas ao substituir os tijolos refratários no regenerador por materiais de fusão especialmente moldados. Durante a otimização do excesso de ar conseguem-se poupanças de cerca de 10 %, consoante as condições operatórias correntes. E, finalmente, o forno LoNOx® com pré-aquecimento de casco de vidro consome menos 14,4 % de energia do que um forno regenerativo. 2

Já as tecnologias de combustão oxi-fuel, têm vindo a ser implementadas na europa com sucesso. Um fabricante de vidro de embalagem na Alemanha, conseguiu reduzir o consumo de energia de 5,02 MJ/kg para 3,02 MJ/kg (incluindo o consumo de energia para a produção de oxigénio) e atingiu poupanças de 35 % (comparado com o forno antigo que tinha um consumo energético de 5,0 MJ/kg) ao instalar um forno oxi-fuel com pré-aquecedor. 2

O principal efeito transversal da combustão oxi-fuel é representado pelas emissões geradas a montante na central de produção de energia elétrica utilizada para a produção de oxigénio. A produção de oxigénio requer cerca de 0,4 – 1 kWh/Nm3 e, de acordo com as fontes de energia primária, as emissões relacionadas irão compensar em maior ou menor grau as potenciais reduções de NOx, CO2 e energia obtidas com a aplicação de oxi-fuel para a fusão do vidro. No caso de fornos recuperadores sem medidas adicionais de recuperação de energia (caldeira de recuperação de calor residual ou pré-aquecimento de casco de vidro), a poupança média de energia será de cerca de 25 – 35 %, incluindo a energia consumida na produção de oxigénio. Para grandes fornos regenerativos, este valor situa-se na gama de 0 – 15 %. Para fornos regenerativos altamente eficientes, este valor pode ser negativo. 1

 

Custos de Investimento

A bibliografia consultada não apresenta dados que permitam quantificar os custos de investimento envolvidos na aplicação desta medida.

 

Aplicabilidade

As medidas apresentadas são aplicáveis na generalidade dos setores de produção de vidro. 2

    Referências