Metodologia e procedimentos para a consideração ambiental no projeto de processos quimicos
Paulo Ernani Bauer
TESE
Português
(Broch.)
T/UNICAMP B326m
Campinas, SP : [s.n.], 2003.
338p. : il.
Orientador: Rubens Maciel Filho
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica
Resumo: O presente trabalho trata da consideração ambiental no projeto de processos químicos. O objetivo principal é o estudo da aplicabilidade de métodos, procedimentos e técnicas emergentes como ferramentas avançadas no projeto de processos químicos, visando a prevenção da poluição. Para atingir...
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Resumo: O presente trabalho trata da consideração ambiental no projeto de processos químicos. O objetivo principal é o estudo da aplicabilidade de métodos, procedimentos e técnicas emergentes como ferramentas avançadas no projeto de processos químicos, visando a prevenção da poluição. Para atingir este objetivo, foi necessária inicialmente a definição de uma metodologia abrangente de estimativa do impacto ambiental. Esta metodologia compreende um método de quantificação completa de resíduos gerados por processos químicos, através das correntes de resíduos sólidos, efluentes líquidos, e emissões gasosas primárias, secundárias e fugitivas. Inclui também um método de quantificação, a partir de um banco de dados de Fatores de Caracterização, dos danos ambientais causados por estes resíduos gerados, bem como dos danos ambientais decorrentes do consumo de recursos naturais. A partir desta metodologia, o projeto de processos foi dividido nas etapas de análise e síntese. Para a análise de um processo, foram avaliadas diferentes ferramentas hoje disponíveis para estudos ambientais. Nesta avaliação, a Análise do Ciclo de Vida (ACV) mostrou-se a ferramenta analítica mais completa e abrangente. Foi então estudada a aplicabilidade das diferentes fases de uma ACV no projeto de um processo, especificamente como ferramenta auxiliar na seleção de tecnologias e avaliação de fluxogramas alternativos. As diversas abordagens de síntese de processo foram avaliadas sob o enfoque de prevenção da poluição ambienta!. A abordagem selecionada foi a Otimização Algorítmica (Programação Numérica). O problema de otimização original, do tipo Programação Mista Inteira Não-Linear, foi decomposto em subproblemas do tipo Programação Não-Linear. Esta solução evita o uso de programas específicos, os quais tendem a dar visão estritamente matemática do problema. Como o número de variáveis inteiras (alternativas de processo) normalmente é pequeno, a solução adotada é particularmente adequada, permitindo ao engenheiro de processo incluir a sua experiência de projeto. A consideração econômica e ambiental configura a otimização como sendo um problema de tomada de Decisão com Múltiplos Objetivos. Para a solução deste problema, foram avaliados os diferentes métodos disponíveis. Exemplos de estimativa de impacto ambiental, tanto na etapa de análise quanto na de síntese, são usadas para ilustrar da aplicabilidade e limitações da abordagem proposta. Embora o objetivo específico deste trabalho seja o projeto de processo químico, considerando critérios econômicos e ambientais, a metodologia desenvolvida é aplicável a uma ampla gama de problemas de tomada de decisão com múltiplos objetivos
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Abstract: This thesis describes a methodology for the chemical process design with environmental consideration. The main objective is the study of applicability of methods, procedures and techniques as advanced tools in the chemical process design, with the aim of preventing pollution.To this...
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Abstract: This thesis describes a methodology for the chemical process design with environmental consideration. The main objective is the study of applicability of methods, procedures and techniques as advanced tools in the chemical process design, with the aim of preventing pollution.To this purpose, it was necessary initially the definition of a comprehensive methodology to estimate the environmental impact. This methodology includes a method to a complete quantification of generated wastes by chemical processes, through the streams of solid waste, liquid waste, and primary, secondary and fugitive air emissions. This methodology embraces too a method to quantify, through a database of Characterization Factors, of environmental damages caused by these wastes, as well as the environmental damages originated from the natural resources consumption. With this methodology, it was possible to divide the process design in the analysis and synthesis tasks. To the process analysis, the different tools available to environmental studies were evaluated. In this evaluation, the Life Cycle Assessment (LCA) shows to be the most complete and widespread analytical tool. Then the applicability of the different phases of a LCA was studied, specifically as an auxiliary tool in the technology selection and alternative flowsheets screening. The different approaches to the process synthesis were assessed focusing in the environmental pollution prevention. The selected approach was the Algorithmic Optimization (Mathematical Programming). The original optimization problem, corresponding to a Mixed-Integer NonLinear Program, was decomposed in NonLinear Program sub problems. As normally the integer variables (design variables) number is low, the adopted solution is particularly adequate, allowing the process engineer to include his design experience. The economic and environmental consideration configures the optimization as a Decision Making with Multiple Objectives. The different methods to solve this problem were evaluated and applied. Examples of environmental impact estimation in both analysis and synthesis tasks were used to iIIustrate the applicability and limitations of the proposed approach. Although the specific objective of this work was the chemical process design considering economic and environmental criteria, the developed methodology is applicable to many others problems regarding Decision Making with Multiple Objectives
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Maciel Filho, Rubens, 1958-
Orientador
Silva, Gil Anderi da
Avaliador
Guimarães, José Roberto, 1958-
Avaliador
Silva, Meuris Gurgel Carlos da, 1955-
Avaliador
Tomaz, Edson, 1963-
Avaliador
Metodologia e procedimentos para a consideração ambiental no projeto de processos quimicos
Paulo Ernani Bauer
Metodologia e procedimentos para a consideração ambiental no projeto de processos quimicos
Paulo Ernani Bauer
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