Diversas empresas de pequeno porte produzem, na área de concessão da Companhia de Gás de São Paulo (Comgás), óxido de zinco empregando o gás natural como principal insumo energético no processo industrial. A parte principal do processo, segundo o pesquisador Renato Vergnhanini, do Laboratório de Energia Térmica, Motores, Combustíveis e Emissões do IPT, é aquela em que lingotes de zinco são fundidos em forno do tipo cadinho: “Os gases de combustão efluentes do forno são descarregados sem qualquer recuperação de energia na atmosfera por meio de uma chaminé”.
Técnico do IPT instrumentando preaquecedor de ar instalado junto ao forno de produção de óxido de zinco da Brazinco
Segundo o pesquisador, existem possibilidades para a recuperação dessa energia não-aproveitada, a principal delas o preaquecimento do ar de combustão. Uma equipe do laboratório, com recursos da Comgás dentro do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico e de Conservação e Racionalização do Uso do Gás Natural, implantou um sistema de preaquecimento do ar em um dos três fornos de produção de óxido de zinco da empresa Brazinco, visando à redução do consumo de gás natural.
“O trabalho compreendeu o levantamento experimental das condições operacionais do forno; o cálculo da redução esperada do consumo de gás natural com o preaquecimento do ar de combustão; a elaboração de modelo matemático para o dimensionamento do preaquecedor; a seleção de empresa para o fornecimento do equipamento; o acompanhamento da construção e montagem do preaquecedor, e o levantamento experimental para verificação das condições operacionais do forno com o preaquecedor instalado”, afirma Vergnhanini.
O preaquecedor de ar instalado na Brazinco, do tipo convecção de duplo tubo aletado, foi fornecido pela empresa Rayburners. O tubo é formado por anéis justapostos para obtenção da área de transferência de calor desejada. Essa configuração pode ser considerada inovadora, pois permite que o desempenho do equipamento seja aumentado com facilidade pela inserção de anéis adicionais.
No ensaio de avaliação do desempenho do preaquecedor de ar, de duração aproximada de 30 horas ou cinco ciclos de operação do forno, o laboratório móvel do IPT monitorou os principais parâmetros operacionais do processo. No período de ensaio, o forno foi alimentado com 2.610 quilogramas de zinco. Foram produzidos 2.991 quilogramas de óxido de zinco e consumidos 403,9 metros cúbicos de gás natural, indicando um consumo específico de 0,155 metros cúbicos de gás por quilograma de zinco. Este consumo é 28% inferior ao verificado no ensaio anterior, sem o trocador de calor instalado.
Vegnhanini acredita que a medida poderá ser replicada nos demais fornos: “Isto representaria para a Brazinco, que processa em média 1.400 toneladas de zinco por ano, uma economia de 84.000 metros cúbicos de gás natural no período ou, aproximadamente, R$ 170 mil”. Há, ainda, um importante ganho ambiental, pois deixariam de ser lançadas anualmente na atmosfera cerca de 170 quilogramas de óxidos de nitrogênio e 170 toneladas de dióxido de carbono, que é um dos gases causadores do efeito estufa.
