Integración energética del proceso de incineración de vinazas concentradas y generación de electricidad

Resumen

En el presente trabajo se tiene como objetivo mejorar la eficiencia energética de una destilería cubana a partir del diseño óptimo de la red de intercambiadores de calor de la etapa de incineración de vinazas concentradas y generación de electricidad. Para el estudio de las corrientes energéticas se empleó como herramienta de integración de procesos el análisis Pinch. Para la integración energética del modelo de simulación obtenido para el proceso estudiado, se utilizó Aspen Energy Analyser v10.0. Para la construcción de las curvas compuestas y de la gran curva compuesta se seleccionó un ?Tmín de 10 oC. Se comprobó que las utilidades satisfacen las necesidades del sistema con un requerimiento mínimo de energía para el calentamiento de 9,977?105 kJ/h. Se estudiaron dos casos con dos diseños de la red de calor para cada uno. Se seleccionó el diseño 1-1 como el más favorable con un costo total de 57 802 USD/año, inferior en un 30,3 % respecto al caso base. El diseño seleccionado es económicamente ventajoso, se obtuvo un VAN de 1 288 476 USD TIR de 25,4 %, PRC de 1,8 años, PRCD de 2,7 años, RSI de 56,2 %.

Palabras clave:

Integración energética, análisis pinch, Aspen Hysys.

ABSTRACT

The purpose of this work is to improve energy efficiency of a Cuban distillery using the network optimal design of the heat exchangers included in the concentrated stillage incineration and electricity generation stage. Pinch analysis was used as a process integration tool. Aspen Energy Analyzer software was used for the integration of the simulation model obtained for the studied process. For the construction of the composite curves and the large composite curve, a ?Tmin of 10 oC was selected. The utilities were found to satisfy the necessities of the system with a minimum heating requirement of 9.977?105 kJ/h. Two cases were studied with two designs of the heat network. Design 1-1 was selected as the most favorable with a total cost of 57,802 USD/year, 30.3% lower than the base case. The selected design is economically advantageous, a NPV of 1,288,476 USD, IRR of 25.4%, PRC of 1.8 years, PRCD of 2.7 years, RSI of 56.2 was obtained.

Keywords:

Energy integration, pinch analysis, Aspen Hysys.