Analisis Tecnologia Pinch

Borrero, D. 510008, Díaz. E. 410011, Medina, D. 510028, Muñoz, D. 510540, Naranjo, G. 510542,  Valero, F. 510562

Universidad Nacional De Colombia, Sede Palmira Facultad de Ingenieria y Administracion

2013

INTRODUCCION

El presente trabajo tiene por objetivo la recopilación de los principios y fundamentos de la Tecnología Pinch y su aplicación al sistema termodinámico de diferentes procesos, buscando

aumentar la eficiencia energética del mismo.

Es posible que con solo un revamp (moderniacion) o un retrofit (adaptacion) se pueda mejorar la

integración energética y hacer nuevamente eficiente el proceso.

Dos problemas se presentan en la

industria moderna con mas fuerza que nunca

el costo de los combustibles

el deterioro ambiental

SOLUCION

eliminar estas tecnologías y diseñar nuevas plantas mas

eficientes

ANTECEDENTES

Las técnicas fueron desarrolladas por primera vez por Linnhoff a finales de los años 70.

Inicialmente fue concebido para mejorar el funcionamiento de redes de intercambio de calor también llamadas HEN (Heat Exchanger Networks),

utilizando curvas de composición representando corrientes calientes y frías en diagramas T-H (temperatura-entalpía).

El término tecnología “pinch” fue introducido para representar un conjunto nuevo de métodos termodinámicos que garantizan un nivel de energía mínimo en el diseño de redes de intercambiadores de calor, proporciona una metodología sistemática para el ahorro de energía en los procesos y los sitios totales.

TECNOLOGÍA PINCH

Habilidad de establecer un consumo de energía objetivo para un proceso individual o para un sitio entero de producción antes de diseñar los procesos.

Identifica rápidamente donde es posible encontrar ahorro de energía, agua, hidrógeno y otros materiales

Esta tecnología se puede aplicar en plantas de proceso nuevas o ya existentes.

PRINCIPIOS DEL ANALISIS PINCH• presenta una metodología simple para el análisis de los procesos químicos y de los servicios

auxiliares con ayuda de la primera y segunda ley de la termodinámica. Con la primera ley de la termodinámica se calculan los cambios de entalpía en las corrientes que pasan por los intercambiadores; y con la segunda ley se determina la dirección del flujo de calor. (Gutiérrez, 2003)

VENTAJAS

METODOLOGIA GENERAL DE LA TECNOLOGIA PINCH

Se dividen en 4 fases:

Definición del problema Determinación del punto de pinch

Diseño de la red de intercambiadores

Optimización de la red diseñada

Etapa 3: Selección del ∆T

mínimo inicial

Etapa 2: Extracción de los

datos de las corrientes

Etapa 1:densificación de las

corrientes

Etapa 4: Construcción del

diagrama de intervalos de temperaturas

Etapa 5 y 6: Construcción del

diagrama de cascada

Etapa 9: Diseño preliminar de la red de intercambiadores

Etapa 8: Propuesta de intercambio encima y debajo

del pinch

Etapa 7: Determinación del número óptimo de

intercambiadores de calor

Etapa 12:Optimización del

∆T mínimo

Etapa 11: Análisis

económico

Corrientes calientes

 Utilidades

Consiste, en primer término, en proponer una red de trasferencia de calor óptima entre las diferentes corrientes del proceso.

Etapa preliminar: Desintegración

energética del proceso

Corrientes frías

Etapa 10 Diseño final del diagrama de flujo integrado

energéticamente

Diagrama de flujo para el caso de estudio

(PROPUESTA DE UNA RED DE INTERCAMBIADORES DE CALOR EN UNA PLANTA DE EXTRACCION

DE ACEITE DE SOYA UTILIZANDO ANALISIS PINCH)

CONCLUSIONES La tecnología Pinch es aplicable con éxito a procesos existentes pero hay que tener en consideración:

•Máxima reutilización del equipo existente•Modificaciones en el proceso•Proceso iterativo de diseño•Obtener una buena estimación del óptimo para orientar el diseño

Es la metodología más difundida en la industria desde hace más de 30 años ya que suministra herramientas útiles para la generación de diversas alternativas, diseño y evaluación de cada una de ellas, se puede aplicar e integrar con otras tecnologías (métodos), además de Integrar parámetros económicos.

La Tecnología Pinch proporciona herramientas para realizar el diseño de la red de intercambio de calor y servicios Generales, basándose en el diseño de las secciones de reacción, separación y recirculación para las cuales los balances de materia y energía del proceso ha sido previamente establecido.

La metodología Pinch no se debe aplicar de forma rígida ya que en un diseño térmicamente óptimo no siempre es el mejor diseño.

En lo que confiere al medio ambiente, menor emisión de contaminantes formados durante la combustión de SO2 y SOX (responsables de la “lluvia ácida”), reducción del CO2 emitido (principal causante del cambio climático en nuestro planeta a través del “efecto invernadero”) y reducción de los óxidos de nitrógeno.

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