Integração e Intensificação de Processos

Ano
1
Ano lectivo
2022-2023
Código
02004123
Área Científica
Energia
Língua de Ensino
Português
Outras Línguas de Ensino
Inglês
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Obrigatória
Nível
2º Ciclo - Mestrado

Conhecimentos de Base Recomendados

Termodinâmica Química; Balanços Mássicos e Energéticos; Programação e Métodos Numéricos; Transferência de Calor; Introdução à Engenharia das Reações; Reactores Químicos; Operações Sólido-Líquido; Transferência de Massa; Modelação, Simulação e Optimização; Processos de Separação; Efluentes Industriais e Ambiente; Modelação e Supervisão de Processos; Processos de Separação Avançados; Energia e Biocombustíveis

Métodos de Ensino

Nas aulas são apresentados os conceitos base, definições, formulações, e exemplos ilustrativos. Estes conceitos são depois exercitados pelos alunos durante a solução de um conjunto de tarefas, em grupos de 2-3 pessoas.

A classificação final envolve duas componentes: a) avaliação ao longo do semestre (30%) mediante a resolução de um conjunto de tarefas em grupo; b) exame final (70%). O aluno deverá obter uma classificação mínima de 8 valores no exame final. O exame final compreenderá questões que requerem a demonstração de conhecimentos teóricos e práticos adquiridos ao longo do semestre.

Resultados de Aprendizagem

Nesta unidade curricular pretende-se que os alunos desenvolvam capacidades de aplicação de técnicas matemáticas (gráficas e numéricas) na análise e síntese de redes de transferência de calor e massa, e em problemas específicos no âmbito da intensificação de processos. Domínio dos conceitos de redes de máxima recuperação de energia, e capacidade de aplicação do conceito dos pontos de estrangulamento (“pinch”) para determinação das soluções mais favoráveis. Capacidade de integrar conhecimentos nas áreas dos processos de transferência, transformação e separação. Capacidade de síntese e de raciocínio crítico na escolha de soluções processuais alternativas. Capacidade de resolver problemas integradores de conhecimentos. Capacidade de trabalho em equipa.

Estágio(s)

Não

Programa

Principais tipos de utilidades em processos industriais.

Eficiência energética individual e de interligação. Análise de pontos de estrangulamento em redes de transferência de calor. Redes de recuperação máxima de energia. Regras básicas de projecto de redes de calor. Integração de trabalho e energia. Integração de operações unitárias baseadas em trocas de calor.

Reutilização e regeneração de utilidades térmicas.

Metodologias sistemáticas de reconciliação de dados industriais. Optimização matemática no projecto sistemático de redes de transferência de calor.

Metodologia de pontos de estrangulamento em sistemas de transferência de massa. Redes com reutilização e regeneração de correntes.

Intensificação de processos. Escalas de mistura e transferência de calor. Equipamentos e operações multifuncionais. Combinação de processos de reacção e separação. Intensificação de transferência de calor e massa.

Docente(s) responsável(eis)

Cristina Maria dos Santos Gaudêncio Baptista

Métodos de Avaliação

Avaliação
Resolução de problemas: 30.0%
Exame: 70.0%

Bibliografia

- Kemp, I. C. Pinch Analysis and Process Integration, A User Guide on Process Integration for the Efficient Use of Energy, 2.a ed., Butterworth-Heinemann, Amsterdam, 2007.

- Relvas, S.; Fernandes, M. C.; Matos, H. A.; Pedro Nunes, C. Integração de Processos - Uma Metodologia de Optimização Energética e Ambiental, Programa Operacional da Economia, 2002.

- Smith, R., Chemical Process Design and Integration, 2ª ed., John Wiley & Sons, New York, 2016.

- Segovia-Hernández, J.G.; Bonilla-Petriciolet, A. Process Intensification in Chemical Engineering, Springer Verlag, Berlim, 2016.

- Biegler, L. T.; Grossmann, I. E.; Westerberg, A. W. Systematic Methods of Chemical Process Design, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1997.

- Hessel, V.; Hardt, S.; Löwe, H. Chemical Micro Process Engineering: Fundamentals, Modeling and Reactions, Wiley Interscience, New York, 2004.

- Stankiewicz, A.; Moulijn, J. A. (Eds.) Re-Engineering the Chemical Processing Plant, Marcel Dekker, New York, 2004.