Case: Vale Fertilizantes, Cajati

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Projeto de Substituição de Espelho da Torre de Absorção Intermediária da planta de Ácido Sulfúrico da Vale Fertilizantes unidade Cajati

MaxiMesh®,FiberBed®,Evenflow®,FairFlow®,MaxiSaddle®, MaxiDome®, MaxiDur® are registered trademark of Clark Solutions

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1. Contextualização /Descrição do problema 2. Análises e verificações 3. Solução I. Projeto II. Simulações III. Fabricação IV. Montagem

Case: Troca do espelho da IPAT – Vale Fertilizantes, Cajati-SP

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• Revamp de capacidade em 2007-2009 • 2010: 29 filtros Fiberbed® na IPAT

• 2015: Identificação de furos no espelho • 2017: Substituição do espelho IPAT

• 2017: 36 filtros Fiberbed® IPAT

Contextualização /Descrição do problema

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2015:

• Vale Fertilizantes identificou grande quantidade de condensado no trocador gas-gas frio • Stick teste da torre intermediária estava com resultado insatisfatório

• Identificação de furos e trincas no espelho da torre de absorção intermediária.

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08/07/2015 – vazão 660 m3/h

10/07/2015 – vazão 660 m3/h

24/08/2015 – vazão 745 m3/h

22/09/2015 – vazão 723 m3/h

Antes dos reparos na planta

Depois dos reparos na planta

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6 Contextualização /Descrição do problema

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12 Manutencão do espelho • Segurança estrutural? • Durabilidade? • Custo?

• Fiberbed Singlebed: Menor capacidade • Fiberbed Dualbed

• Fiberbed Singlebed • Padronização

Opções

Espelho novo: 29 velas Espelho novo: 36 velas

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• Modelo 1: Verificação estrutural da chapa do espelho na região do filtro. • Modelo 2: Verificação estrutural das vigas de reforço do espelho

Análises e verificações

Verificação estrutural do espelho

FS Cenário 1 Cenário 2

Modelo 1 4,42 2,82

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• Modelo 1: Verificação estrutural da tensão na seção transversal inferior da torre. • Modelo 2: Verificação estrutural da tensão na seção transversal inferior da torre

(considerando reforços externos). Análises e verificações

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• Modelo 3: Verificação estrutural da flambagem localizada na chapa do costado. • Modelo 4: Verificação geométrica da deformação na região de abaulamento. Análises e verificações

Verificação estrutural da torre

Fonte: 15.3 – Buckling if flat and curved Plates.

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Modelo Local FS (Cenário 1) _{FS (Cenário 2 - Operação)}

1 - Estudo das tensões, modelo de viga Ponto A (sem reforços) 13,73 11,20

1 - Estudo das tensões, modelo de viga Ponto B (sem reforços) 7,21 6,76

2 - Estudo das tensões, modelo de viga Ponto B (com reforços) 7,69 7,15

3 - Estudo da flambagem, modelo teórico Ponto B (sem reforços) 6,39 5,99

3 - Estudo da flambagem, modelo experimental Ponto B (sem reforços) 3,17 2,97

3 - Estudo da flambagem, modelo experimental Ponto B (com reforços) 4,31 3,62

4 - Deformação da região abaulada Profundidade do abaulamento observada: 26 mm

Profundidade de ruptura estimada: 259,8 mm

Análises e verificações

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17 Análises e verificações

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• Espaço para distribuição dos 36 novos Filtros

Fiberbed®

• Manutenção dos pontos para suportação do

distribuidor (já existente)

• Estrutura mecânica para suportar as novas cargas • Vigas na parte inferior para facilitar a

movimentação e montagem dos eliminadores de névoa

• Evitar interferência com tijolos existentes

Solução: Projeto

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• Projeto iterativo: Revisões intermediárias até projeto final

• Projeção dos vazios (% da área da seção da torre): antes 38,4% / Depois 47,7% Solução: Projeto

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20 Solução: Simulações

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21 • Tipo de simulação • Domínio (espaço) • Malha • Condições de contorno Solução: Simulações

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22 Solução: Simulações

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23 Solução: Fabricação

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27 Solução: Montagem

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(32)

Obrigado

Case: Troca do espelho da IPAT – Vale Fertilizantes, Cajati-SP Núcleo de Desenvolvimento – Clark Solutions