Tarea Método Pinch

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Tarea Metodología Pinch |
Diseño de Procesos ICQ-341 |
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12 de marzo de 2012 |

Índice
1. Índice 1
2. Parte conceptual 2
2.1 Metodología Pinch 2
2.2 Importancia de la determinación del ΔT mínimo. 2
2.3 Pasos a seguir de la metodología en estudio. 3
3. Problema 5
3.1 Curvas compuestas caliente y fría, punto pinch, zona de integración energética y requerimiento mínimo deservicios auxiliares. 5
3.2 Gran curva compuesta (GCC) obtenida por medio del algoritmo de tabla problema. 7
3.3 Número mínimo de intercambiadores de calor 8
3.4 Diseño de la red de intercambiadores de calor y restricciones para el diseño 8
3.5 2.3 Diagrama del proceso 11
3.6 Ahorro energético y monetario con la tecnología Pinch 13

Parte conceptual
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Metodología Pinch
La metodologíaPinch es un análisis de los servicios con los cuales consta una determinada planta química, con lo cual se puede examinar su reutilización respecto a las necesidades energéticas de la misma, con el objetivo de minimizar la cantidad de energía y, por lo tanto, la inversión y costos asociados.

El método Pinch presenta una serie de algoritmos y métodos termodinámicos para identificar el consumoenergético mínimo necesario y optimizar la integración energética a través de un diseño más eficiente de la red de intercambio de calor, aprovechando de la mejor manera posible las corrientes calientes y frías del proceso para intercambiar calor entre ellas, identificando y minimizando eventualmente la cantidad de servicios adicionales de calentamiento o enfriamiento, permitiendo considerar variasopciones de diseño que incluyen al mismo tiempo costos de energía y de capital.

El método permite primero dilucidar la cantidad de energía externa mínima requerida, el área y cantidad de intercambiadores, para luego realizar el diseño adecuado de éstos, de manera tal que se cumplan los requerimientos y objetivos. Finalmente se evalúa mediante comparaciones los costos fijos y energéticos a finde minimizar los costos totales anuales.


Importancia de la determinación del ΔT mínimo.
El ΔT mínimo en el análisis, se le conoce como “Punto Pinch” o gradiente de temperatura de acercamiento mínimo permitido y corresponde a un parámetro establecido por el diseñador. Esto indica que los intercambios de calor al interior del proceso no pueden tener una diferencia de temperatura menor a laestablecida en ΔTmin.

Su importancia radica en que corresponde a la fuerza impulsora con la cual se llevará a cabo el intercambio de calor y que minimizará los costos totales. Gráficamente, ΔTmin corresponde a la mínima distancia vertical entre las curvas compuestas caliente y fría.






Para determinar el ΔTmin, se utiliza una curva de costos v/s ΔTmin. Los costos de áreade transferencia de calor (es decir los costos de inversión) aumentan cuando este disminuye y los costos de los servicios auxiliares (es decir los costos de operación) disminuyen con él. Se grafican estos costos y la suma de ellos en Costo Total y se elige el ΔTmin que corresponda al menor punto de esta curva.

Pasos a seguir de la metodología en estudio.

El punto Pinch se puede obtener de dosformas:
Método Gráfico:

* Se ordenan las temperaturas de las corrientes calientes de menor a mayor
* En los intervalos en los que participen más de una corriente se suman los Cp
* Se calculan las entalpías correspondientes a cada temperatura, utilizando una entalpía de referencia igual a 0.
* Se grafica la curva compuesta caliente T v/s H
* Luego se procede de la mismaforma con las temperaturas de las corrientes frías
* Se grafica la curva compuesta fría T v/s H
* Se grafican juntas ambas curvas y se mueve la entalpía de referencia de la fría, de tal manera que el punto más cercano entre ellas sea en T mínimo seleccionado.
* Entre las temperaturas que se encuentra este T mínimo se encuentra el punto Pinch
* Se puede obtener el calor de los...