Sistema de recuperación de energía térmica de un secador de DDGS

Abstract

El proyecto que se presenta a continuación es una adaptación al proyecto realmente ejecutado en el año 2012 en la planta de bioetanol de la empresa Vicentín. Dicha planta se encuentra ubicada en el Complejo Industrial de Avellaneda, provincia de Santa Fe. El cliente adquirió un equipo de secado de Wet Cake para producir DDGS (Dried Distillers Grains with Solubles) (Granos de Destilería Secos con Solubles) utilizando como energía vapor. Yace así la necesidad, por parte del cliente, de comprar un sistema eficiente encargado recuperar el condensado obtenido como consecuencia de la entrega del calor latente de vapor al producto, y reinsertarlo a la planta para recuperar su energía. El proyecto consiste entonces en diseñar, calcular, especificar y estimar el costo de inversión de un sistema de recuperación de 8 tn/hs de condensado a 4,5 bar (a) de condiciones nominales, producto de la condensación del vapor que se utiliza como fuente de energía para secar. Básicamente está compuesto por un cuadro de trampeo, un equipo separador de fases, el equipo de bombeo de condensados, las líneas que unen cada uno de los elementos antes mencionados y el sistema de medición y control. Se determinan las variables termodinámicas esenciales, se analizan los requerimientos de proceso necesarios para el correcto funcionamiento del sistema, se elabora un PI&D y se seleccionan la trampa de vapor, válvulas de distintos tipos en función de las exigencias requeridas por el proceso, las bombas y se verifican que las condiciones de operación límite del sistema no ocasione principios de cavitación incipiente. Luego se selecciona y verifica elementos finales de control del proceso. El PI&D final figura en el anexo planos. A continuación, se realiza el cálculo mecánico del equipo separador de fases y de las cañerías más importantes según los códigos ASME Sección VIII y ASME B31.3, respectivamente. Para ello, se determinan las presiones de operación y de prueba de cada parte del sistema. También se halla la presión externa producida por el viento en las instalaciones, según lo establece la CIRSOC 102. Luego, utilizando programas de PC específicos de cálculos de stress se verifican, bajo hipótesis de cálculo establecidas en las normas antes mencionadas, los estados límites mecánicos del recipiente separador de fases y de las cañerías. Se verifica que los esfuerzos en las conexiones del tanque separador de fase sean menores que los exigidos por las cañerías que acometen a él. Los resultados obtenidos de los cálculos, se los presenta en los anexos correspondientes. El diseño dimensional final del equipo y de las cañerías se los realizan en modelos 3D digital, con programas de PC específicos para tal fin y se obtienen los planos correspondientes que figuran en la planimetría adjunta como anexo. Se describen y especifican los instrumentos de medición y control requeridos para la operación del sistema. En el capítulo posterior, se describe brevemente la configuración eléctrica de la estación transformadora de la planta y paso seguido se diseña la salida a motor de las bombas P-100A/B en algunos de los cubicles de reserva que tiene el CCM. A seguir, se describen la configuración de la red de comunicaciones existentes y el comando de los motores seleccionado para operar el sistema. Sumado a los aspectos técnicos antes mencionados, se presenta además como anexo el cómputo y presupuesto del anteproyecto y ejecución de obra. Además, se determina la tasa interna de retorno del proyecto y se realiza un análisis de sensibilidad en función del tiempo de operación de la sección Secado. Para finalizar el capítulo se describen los aspectos más relevantes en materia ambiental y se determina, por el método técnico de la combustión de la madera, el ahorro de combustible y por ende, el ahorro en emisiones de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera. Todo el diseño en 3D digital se lo implanta en las maquetas digitales que dispone el cliente, ensamblando así la maqueta electrónica en formato nwd que se presenta como anexo digital a esta obra.