BR112013019721B1

BR112013019721B1 - optimization of the use of renewable energy from biomass resources in the palm oil industry

Info

Publication number: BR112013019721B1
Application number: BR112013019721-8A
Authority: BR
Inventors: Krishna Moorthy Palanisamy
Original assignee: Krishna Moorthy Palanisamy
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2020-11-03
Also published as: GB2507173A; CR20130383A; MY178140A; GB2507173B; BR112013019721A2; ECSP13013000A; CR20130382A; GB201315817D0; MX362776B; PE20140822A1; DOP2013000173A; AP3481A; MX2013009108A; GT201300195A; WO2012108756A1

Abstract

OTIMIZAÇÃO DA UTILIZAÇÃO DE ENERGIA RENOVÁVEL A PARTIR DE RECURSOS DE BIOMASSA NA INDÚSTRIA DE ÓLEO DE PALMA A invenção proporciona um arranjo para um sistema de energia operacional de uma extração de óleo de palma bruto e seu método. O arranjo para o sistema de energia operacional de uma extração de óleo de palma bruto alcança o objetivo de uma maior eficiência da utilização da energia pelo uso de uma fonte de calor a uma temperatura baixa combinada ao design do ponto de operação do sistema de energia proporcionando energia térmica ao processo de extração do óleo de palma. Portanto, a presente invenção proporciona um arranjo para o sistema de operação de energia de extração bruta de óleo de palma que inclui pelo menos uma fonte de calor e, pelo menos, entende-se como a comunicação de calor de uma fonte de calor para um processo de uma unidade que necessite de calor em que a energia do sistema seja designada e configurada para operar a um ponto de temperatura de pelo menos uma das fontes de calor e em que pelo menos uma das fontes possua temperaturas entre 115°C e 141 °C. Preferencialmente, a temperatura de uma das fontes (...).OPTIMIZATION OF THE USE OF RENEWABLE ENERGY FROM BIOMASS RESOURCES IN THE PALM OIL INDUSTRY The invention provides an arrangement for an operating energy system for an extraction of crude palm oil and its method. The arrangement for the operating energy system of an extraction of crude palm oil achieves the goal of greater efficiency in the use of energy by using a heat source at a low temperature combined with the design of the operating point of the energy system providing thermal energy to the palm oil extraction process. Therefore, the present invention provides an arrangement for the crude oil extraction energy operating system that includes at least one heat source and, at least, is understood as the communication of heat from a heat source to a process of a unit that requires heat in which the system energy is designed and configured to operate at a temperature point of at least one of the heat sources and in which at least one of the sources has temperatures between 115 ° C and 141 ° Ç. Preferably, the temperature of one of the sources (...).

Description

Field of invention

[001] A presente invenção se refere a um arranjo para operar um sistema de energia de uma planta de extração de óleo de palma e seu respectivo método.[001] The present invention relates to an arrangement to operate a power system for a palm oil extraction plant and its respective method.

State of the art

[002] As considerações ambientais estão aumentando o interesse econômico em tecnologias que permitem a produção de energia eficiente e uso de energia juntamente com baixa emissão. O uso eficiente da biomassa é uma forma comprovada de diminuir os danos ao meio ambiente, deslocando o uso de combustíveis fósseis. Mas também a biomassa é um recurso de energia escassa e, por conseguinte, é imperativo que a utilização mais eficiente encontrada para o seu potencial de energia para deslocar a quantidade máxima de combustível fóssil e para inverter os efeitos nocivos da queima de combustíveis fósseis no ambiente.[002] Environmental considerations are increasing economic interest in technologies that allow for efficient energy production and energy use together with low emissions. The efficient use of biomass is a proven way to reduce damage to the environment, displacing the use of fossil fuels. But biomass is also a scarce energy resource and, therefore, it is imperative that the most efficient use found for its energy potential to displace the maximum amount of fossil fuel and to reverse the harmful effects of burning fossil fuels on the environment .

[003] Na indústria de moagem de óleo de palma, a energia elétrica necessária para operar uma fábrica de óleo de palma tem aumentado devido à maquinaria eletricamente operada instalada ao longo dos anos para diversas necessidades, como a melhoria do processo de fábrica, controle da poluição ambiental e atender a demanda para o aumento da oferta de eletricidade residencial. Para atender a esta progressivamente crescente necessidade de energia elétrica, foram introduzidas caldeiras de maior pressão de vapor, maior temperatura e maior eficiência de vapor principal de geradores elétricos. Caldeiras de baixa pressão existentes não podem ser modificadas para funcionamento a uma pressão mais elevada, devido à concepção e, por conseguinte, a substituição com novas caldeiras com maior pressão e temperatura são necessárias. Várias fábricas de óleo de palma existentes têm contornado a instalação de novas caldeiras recorrendo a geradores operacionais movidos de motores diesel para complementar a capacidade do gerador de vapor da turbina. Outros têm recorrido à compra de energia elétrica da rede.[003] In the palm oil milling industry, the electrical energy needed to operate a palm oil factory has increased due to the electrically operated machinery installed over the years for various needs, such as improving the factory process, controlling the environmental pollution and meet the demand for increasing the supply of residential electricity. To meet this progressively growing need for electricity, boilers with higher steam pressure, higher temperature and higher efficiency of main steam from electric generators were introduced. Existing low-pressure boilers cannot be modified to operate at a higher pressure, due to the design and, therefore, replacement with new boilers with higher pressure and temperature are necessary. Several existing palm oil plants have bypassed the installation of new boilers using operational generators powered by diesel engines to complement the turbine steam generator capacity. Others have resorted to purchasing electricity from the grid.

[004] Com referência a qualquer meio termodinâmico, como transportador de energia térmica, em particular vapor, a entalpia de condensação fornece o calor de processo, enquanto que a entalpia de líquido no condensado é descarregado do sistema de aquecimento local.[004] With reference to any thermodynamic medium, such as thermal energy carrier, in particular steam, the condensation enthalpy provides the process heat, while the enthalpy of liquid in the condensate is discharged from the local heating system.

[005] As temperaturas dos processos unitários são deliberadamente mantidas relativamente baixas para evitar a deterioração do óleo de palma e da qualidade do núcleo. As temperaturas mais elevadas são conhecidas por provocar a oxidação do óleo de palma e miolo de descoloração que afetam a capacidade de lixívia subsequente dos óleos.[005] Unit process temperatures are deliberately kept relatively low to prevent deterioration of palm oil and core quality. Higher temperatures are known to cause oxidation of palm oil and discoloration kernels which affect the oils' subsequent leaching capacity.

[006] A fonte de calor para os processos de fabricação de óleo de palma é o vapor de exaustão do vapor do motor principal que é distribuído através de condutos a partir da fonte para transmitir a sua energia térmica para vários processos unitários.[006] The heat source for the palm oil manufacturing processes is the steam exhaust from the main engine steam which is distributed through ducts from the source to transmit its thermal energy to various unit processes.

[007] Na arte anterior, as temperaturas do processo unitário desejado são alcançadas por meio de vapor a uma fonte de pressão de cerca de 4 bar de pressão de saturação correspondente a 144°C. A fonte de vapor que é transmitida para a proximidade das unidades de processamento no moinho foi utilizada como descrito a seguir: 1. A fonte de vapor é baixada em pressão através de duas válvulas de controle em série e sobreaquecida por pulverização de água antes de ser introduzida na câmara de esterilização contínua, a qual é mantida à pressão atmosférica. A condensação da câmara é drenada por ação do sifão com selagem de vapor e descarregada como resíduo; 11. A fonte de vapor entra no esterilizador de batelada pressurizado através de uma válvula de isolamento num ciclo de pressurização e despressurização para um pico de cerca de 2 bar de pressão. Eficiente desaeração do vaso é efetuada durante um ciclo de aquecimento através da admissão de vapor lenta por meio da válvula de extração de ar e ar expelido através dos tubos laterais de ambos os lados ao longo do comprimento do vaso. A grande quantidade de condensado durante o aquecimento é drenada rapidamente para evitar o alagamento do vaso e descarregar para o resíduo; 111. O vapor de água é de-superaquecido por spray de água e injetado diretamente através de bicos em um vaso de aquecimento posterior para aquecimento dos frutos à pressão atmosférica; 112. A fonte de vapor é injetada diretamente através dos bocais para o digestor para aquecer a "passagem de massa através do digestor”, MPD à pressão atmosférica. Onde o aquecimento do revestimento é empregue, condensado é drenado através de uma armadilha de vapor e descarregado para o resíduo; 113. A fonte de vapor entra na jaqueta de aquecimento concêntrica e é mantida a uma pressão total para aquecer e facilitar a remoção de umidade do bolo prensado passando pelo transportador desagregador de bolo. O condensado é drenado através de uma armadilha de vapor e descarregado para o resíduo; 114. . A fonte de vapor entra no tanque de água quente por meio de uma válvula de controle e pulverizador para aquecer a água para diluição de processo; 115. . A fonte de vapor é admitida em serpentinas de vapor a uma pressão total para manter a temperatura em vários tanques para clarificar e purificar o óleo de palma. O condensado é drenado por meio de armadilhas de vapor e descarregado para o resíduo; 116. . A fonte de vapor é admitida por meio de válvulas de controle e manteve-se sobre pressão total nas serpentinas de vapor de calor para o ar de ventilação para a porca e secagem do núcleo e o condensado é recuperado no ciclo de aquecimento.[007] In the prior art, the temperatures of the desired unit process are reached by means of steam at a pressure source of about 4 bar of saturation pressure corresponding to 144 ° C. The steam source that is transmitted to the proximity of the processing units in the mill was used as described below: 1. The steam source is lowered in pressure through two control valves in series and overheated by spraying water before being introduced into the continuous sterilization chamber, which is maintained at atmospheric pressure. The condensation of the chamber is drained by the siphon with a steam seal and discharged as waste; 11. The steam source enters the pressurized batch sterilizer through an isolation valve in a pressurization and depressurization cycle to a peak of about 2 bar pressure. Efficient de-aeration of the vessel is carried out during a heating cycle through the slow admission of steam through the air extraction valve and air expelled through the side tubes on both sides along the length of the vessel. The large amount of condensate during heating is drained quickly to prevent the vessel from flooding and discharging to the waste; 111. The water vapor is deheated by water spray and injected directly through nozzles into a posterior heating vessel to heat the fruits to atmospheric pressure; 112. The steam source is injected directly through the nozzles into the digester to heat the "mass passage through the digester", MPD to atmospheric pressure. Where heating the coating is employed, condensate is drained through a steam trap and discharged to the residue; 113. The steam source enters the concentric heating jacket and is maintained at full pressure to heat and facilitate the removal of moisture from the pressed cake by passing the cake separating conveyor. The condensate is drained through a trap of steam and discharged to the waste; 114. The steam source enters the hot water tank through a control valve and sprayer to heat the water for process dilution; 115. The steam source is admitted in coils steam at full pressure to maintain the temperature in several tanks to clarify and purify palm oil. The condensate is drained through steam traps and discharged to the waste ; 116.. The steam source is admitted by means of control valves and was kept under full pressure in the heat vapor coils for the ventilation air for the nut and drying of the core and the condensate is recovered in the heating cycle.

Summary of the Invention

[008] É um objeto da invenção proporcionar uma disposição melhorada para operação do sistema de energia de uma instalação de extração de óleo de palma bruto e um método aperfeiçoado. O arranjo melhor para o sistema de uma planta de extração de óleo de palma bruto de energia operacional atinge o alvo de maior eficiência na utilização de energia usando fontes de calor de baixa temperatura e com o sistema de energia projetado para operar em um ponto de operação do projeto para a baixa temperatura da fonte de calor para entregar o ponto de operação do projeto de melhor desempenho e eficiência, sustentar as necessidades de energia térmica do processo de extração de óleo de palma.[008] It is an object of the invention to provide an improved arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction facility and an improved method. The best arrangement for the system of a crude palm oil extraction plant for operational energy reaches the target of greater efficiency in energy use using low temperature heat sources and with the energy system designed to operate at an operating point from the design to the low temperature of the heat source to deliver the point of operation of the project of better performance and efficiency, sustaining the thermal energy needs of the palm oil extraction process.

[009] Sistemas de energia do moinho de óleo de palma são convencionalmente projetados para operar em um ponto de operação do projeto para temperatura da fonte de calor de cerca de 144°C para entregar a ponto de operação de potência mecânica de projeto e as necessidades de energia térmica do processo de extração de óleo de palma. Assim, subsistemas, componentes e controles estão estruturados para atender o ponto de operação do projeto para a temperatura da fonte de calor que entrega o ponto de operação de saída de energia mecânica de projeto e as necessidades de energia térmica.[009] Palm oil mill power systems are conventionally designed to operate at a project operating point at a heat source temperature of around 144 ° C to deliver the project's mechanical power operating point and needs of thermal energy from the palm oil extraction process. Thus, subsystems, components and controls are structured to meet the project's operating point for the temperature of the heat source that delivers the project's mechanical energy output operating point and thermal energy needs.

[0010] Motores de calor incorporados em sistemas de energia da arte anterior para gerar a potência mecânica são concebidos e configurados para funcionar com um ponto de operação de criação de calor para uma temperatura de cerca de 144°C.[0010] Heat engines incorporated in energy systems of the prior art to generate mechanical power are designed and configured to operate with a heat generation operating point for a temperature of around 144 ° C.

[0011] No caso de extração de óleo de palma, a observação dos vários processos unitários afirma que os requisitos de temperatura do processo é relativamente baixo, isto é, na sua maior parte não mais do que cerca de 100°C, exceto quando são usados em lotes esterilizadores em que a temperatura mais elevada necessária pode ir até cerca de 110°C.[0011] In the case of palm oil extraction, the observation of the various unit processes states that the process temperature requirements are relatively low, that is, for the most part no more than about 100 ° C, except when they are used in sterilizer batches where the highest required temperature can be up to about 110 ° C.

[0012] Por conseguinte, a invenção é dirigida a um sistema de energia concebido para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a baixa temperatura da fonte de calor, para proporcionar o ponto de operação de projeto melhorado, o desempenho e a eficiência, mantendo ao mesmo tempo as necessidades de energia térmica do processo de extração de óleo de palma. Como uma opção adicional do sistema de energia, ao mesmo tempo pela comunicação de energia térmica, oferece um dissipador de calor de baixa temperatura, correspondentemente, para um ciclo de potência projetado para operar e cumprir o seu calor gasto na baixa temperatura. Assim, uma melhoria adicional no desempenho e eficiência do sistema de energia é atingível com todo ou parte do calor rejeitado gasto a partir do ciclo de alimentação fornecendo, pelo menos, uma parte da procura de calor da fonte de calor à temperatura mais baixa.[0012] Therefore, the invention is directed to a power system designed to operate at a design operating point for the low temperature of the heat source, to provide the improved design operating point, performance and efficiency, while maintaining at the same time the thermal energy needs of the palm oil extraction process. As an additional option of the power system, at the same time for the communication of thermal energy, it offers a low temperature heatsink, correspondingly, for a power cycle designed to operate and fulfill its heat spent at low temperature. Thus, a further improvement in the performance and efficiency of the power system is attainable with all or part of the rejected heat spent from the supply cycle providing at least a part of the heat demand from the heat source at the lowest temperature.

[0013] Por conseguinte, a presente invenção proporciona, entre outros, dois esquemas para melhorar a eficiência da utilização de energia em moinhos de óleo de palma, a saber: 117. a utilização ótima da energia térmica inerente à fonte de calor de processo para o processo de produção de óleo de palma; e 118. a produção adequada de energia mecânica ou elétrica por um motor de calor em ciclo de potência através da expansão de baixo a médio termodinâmica para um dissipador de calor de baixa temperatura fornecida pela procura de calor do processo de produção de óleo de palma.[0013] Therefore, the present invention provides, among others, two schemes to improve the efficiency of energy use in palm oil mills, namely: 117. the optimal use of the thermal energy inherent in the process heat source for the palm oil production process; and 118. the adequate production of mechanical or electrical energy by a heat engine in a power cycle by expanding from low to medium thermodynamics to a low temperature heatsink provided by the demand for heat from the palm oil production process.

[0014] Estes objetivos são alcançados por um método incipiente caracterizado por utilizar uma fonte de calor de baixa temperatura possível com as temperaturas necessárias para os processos de extração de óleos de palma, para transmitir a sua energia térmica para o processo através de um sistema de energia concebido para funcionar em um ponto de funcionamento para o cartão a baixa temperatura da fonte de calor para fornecer a operação de criação de ponto de melhor desempenho e eficiência. Uma vez que a temperatura do processo na produção de óleo de palma é não mais do que cerca de 100°C, ou cerca de 110°C, uma fonte de calor de cerca de 120°C, como um exemplo, apresenta diferencial de temperatura suficiente para dirigir a transferência de calor e satisfazer as temperaturas de funcionamento do processo. Por conseguinte, seria vantajoso proporcionar um sistema de energia para a instalação de extração de óleo de palma que melhorou o desempenho e a eficiência em relação aos sistemas da arte anterior.[0014] These objectives are achieved by an incipient method characterized by using a low temperature heat source possible with the temperatures necessary for the palm oil extraction processes, to transmit its thermal energy to the process through a system of energy designed to run at a low point temperature card operating point of the heat source to provide the best performance and efficiency point creation operation. Since the process temperature in the production of palm oil is no more than about 100 ° C, or about 110 ° C, a heat source of about 120 ° C, as an example, has a temperature differential sufficient to direct the heat transfer and satisfy the process operating temperatures. Therefore, it would be advantageous to provide an energy system for the palm oil extraction installation that has improved performance and efficiency over prior art systems.

[0015] Uma melhoria na recuperação de energia mecânica a partir de um motor térmico é obtida fazendo-se com que o motor térmico seja projetado e configurado para expandir um meio termodinâmico através do motor de calor em um ponto de operação de projeto para uma baixa temperatura de saída de calor para entregar seu ponto de projeto melhore o desempenho de operação e eficiência.[0015] An improvement in the recovery of mechanical energy from a thermal engine is achieved by having the thermal engine designed and configured to expand a thermodynamic medium through the heat engine at a design operating point to a low heat outlet temperature to deliver your design point improves operating performance and efficiency.

[0016] Utilização de energia de biomassa total na fábrica de óleo de palma é assim otimizada através da incorporação de motor térmico ideal projetado e configurado para funcionar e cumprir o seu calor gasto em um ponto de operação do projeto, para um dissipador de calor de baixa temperatura correspondente que está em comunicação de energia térmica com a fonte de calor de baixa temperatura, provocada por um acordo de utilização de baixa temperatura da fonte de calor em um sistema de energia projetado para operar em um ponto de operação do projeto para a baixa temperatura da fonte de calor, para entregar seu projeto melhorado de operação de desempenho e eficiência, sustentando a energia térmica precisa do processo de extração de óleo de palma.[0016] Use of total biomass energy in the palm oil plant is thus optimized through the incorporation of an ideal thermal engine designed and configured to operate and fulfill its heat spent at a project operating point, for a heat sink of corresponding low temperature that is in thermal energy communication with the low temperature heat source, brought about by a low temperature use agreement of the heat source in a power system designed to operate at a design point of operation for the low heat source temperature, to deliver your improved design of performance and efficiency operation, sustaining the thermal energy needed in the palm oil extraction process.

[0017] A melhoria na recuperação de energia mecânica na máquina de calor aumenta com a divergência descendente do ponto de funcionamento da temperatura de projeto do dissipador de calor, que é induzida pela temperatura da fonte de calor que se ajusta ao ponto de operação do projeto do sistema de energia.[0017] The improvement in mechanical energy recovery in the heat machine increases with the downward divergence of the operating temperature of the heatsink design temperature, which is induced by the temperature of the heat source that adjusts to the design operating point of the power system.

[0018] A saída de potência mecânica pode ser aumentada, mantendo-se a caldeira existente, melhorando a temperatura do vapor de superaquecimento da caldeira, que incorpora gerador de vapor da turbina otimizado para a nova pressão de saída baixa, instalando-se dispositivos para controlar a pressão do vaso de pressão de retomo no novo valor e implementando mudanças de distribuição de vapor para atender o processo de baixa pressão da fonte de vapor.[0018] The mechanical power output can be increased, maintaining the existing boiler, improving the temperature of the boiler overheating steam, which incorporates turbine steam generator optimized for the new low outlet pressure, by installing devices for controlling the pressure of the return pressure vessel to the new value and implementing changes in steam distribution to meet the low pressure process of the steam source.

[0019] Por conseguinte, a presente invenção proporciona uma disposição para um sistema de extração de óleo de palma em bruto que inclui, pelo menos, uma fonte de calor e, pelo menos, um meio de comunicação de calor a partir de, pelo menos, uma fonte de calor em uma unidade de processo e necessidade de energia de calor em que a energia operacional do sistema de energia é concebido e configurado para funcionar com um ponto de operação de projeto para a temperatura de, pelo menos, uma fonte de calor e em que, pelo menos, uma fonte de calor seja a temperatura entre 115°C e 141 °C.[0019] Accordingly, the present invention provides an arrangement for a crude palm oil extraction system that includes at least one heat source and at least one heat communication medium from at least , a heat source in a process unit and need for heat energy where the operating energy of the power system is designed and configured to operate with a design operating point for the temperature of at least one heat source and where at least one heat source is the temperature between 115 ° C and 141 ° C.

[0020] Além disso, a presente invenção também proporciona um método para o sistema de uma instalação de extração de óleo de palma em bruto que inclui, pelo menos, uma fonte de calor e, pelo menos, um dos meios para se comunicar calor a partir de, pelo menos, uma fonte de calor para um processo em que a energia da unidade requerendo energia de calor operando o método inclui a operação do sistema de energia concebido e configurado para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a temperatura de, pelo menos, uma fonte de calor e em que, pelo menos, uma fonte de calor é a temperatura entre 115°C e 141 °C.[0020] In addition, the present invention also provides a method for the system of a crude palm oil extraction facility that includes at least one heat source and at least one of the means for communicating heat to from at least one heat source to a process in which the unit's energy requiring heat energy operating method includes operating the power system designed and configured to operate at a design operating point at a temperature of at least least one heat source and where at least one heat source is the temperature between 115 ° C and 141 ° C.

[0021] Na modalidade preferida, um motor de calor para utilização num arranjo de um sistema de instalação de extração de óleo de palma em bruto o qual fornece o calor que sai gasto para, pelo menos, uma porção das necessidades de aquecimento da instalação da extração de óleo de palma bruto, em que o motor de calor de energia operacional é concebido e configurado para operar em um ponto de operação de projeto para o qual a temperatura de calor passou a temperatura de calor gasto é entre 115°C e 141°C.[0021] In the preferred embodiment, a heat engine for use in an arrangement of a crude palm oil extraction installation system which provides the heat that is spent for at least a portion of the heating needs of the installation extraction of crude palm oil, in which the operating energy heat engine is designed and configured to operate at a design operating point for which the heat temperature has passed the temperature of spent heat is between 115 ° C and 141 ° Ç.

[0022] O motor de calor é uma turbina de vapor e em que o calor é gasto em estrutura construída descarregada como vapor a uma pressão de operação de criação não é maior do que a pressão de saturação correspondente à temperatura do calor gasto na saída da operação de projeto.[0022] The heat engine is a steam turbine and in which the heat is spent in the built structure discharged as steam at a pressure of creation operation is not greater than the saturation pressure corresponding to the temperature of the heat spent at the outlet of the project operation.

Brief description of the drawings

[0023] As propriedades acima mencionadas e outras características e vantagens da presente invenção e o modo de os alcançar, serão mais evidentes e o próprio invento será melhor compreendido por referência à seguinte descrição de formas de realização da invenção, tomada em conjunto com os desenhos que a acompanham, em que:[0023] The above-mentioned properties and other characteristics and advantages of the present invention and the way to achieve them, will be more evident and the invention itself will be better understood by reference to the following description of embodiments of the invention, taken in conjunction with the drawings accompanying it, where:

[0024] A Figura 1 mostra a informação do estado da técnica de criação de temperatura do ponto de funcionamento da fonte de calor. As temperaturas de funcionamento das várias unidades de processamento do processo de extração de óleo de palma e respectiva utilização de vapor são também indicados. O precedente é de um típico 60 toneladas por hora de capacidade de cachos de frutas frescas. Os comprimentos típicos de rota e as dimensões das tubulações de distribuição de vapor para transportar a fonte de vapor para os processos unitários são indicados. Fonte de vapor, conforme indicado, é de cerca de 4 bar de pressão.[0024] Figure 1 shows the status information of the technique for creating the temperature of the operating point of the heat source. The operating temperatures of the various processing units in the palm oil extraction process and the respective use of steam are also indicated. The precedent is for a typical 60 ton per hour bunches of fresh fruit. Typical route lengths and dimensions of the steam distribution pipes for transporting the steam source to the unit processes are indicated. Steam source, as indicated, is about 4 bar pressure.

[0025] As Figuras 2.1 e 2.2 mostram a arte do arranjo geral antes usando vapor de fonte em cerca de 4 bar de pressão de projeto da arte prévia para aquecimento do ponto de operação nos esterilizadores de lotes contínuos e pressurizados, respectivamente.[0025] Figures 2.1 and 2.2 show the art of the general arrangement before using source steam at about 4 bar of prior art design pressure for heating the operating point in continuous and pressurized batch sterilizers, respectively.

[0026] As figuras 3.1 e 3.2 mostram uma forma de realização do arranjo geral usando fonte de vapor a cerca de 2 bar de pressão de concepção do ponto de funcionamento, como no presente invento, para aquecimento nas autoclaves em contínuo e sob pressão, respectivamente.[0026] Figures 3.1 and 3.2 show an embodiment of the general arrangement using a steam source at about 2 bar of operating point design pressure, as in the present invention, for heating in the continuous and pressure autoclaves, respectively .

[0027] Figuras 4.1, 4.2, 4.3 e 4.4 mostram uma concretização do arranjo geral, utilizando fonte de vapor de cerca de 2 bar de pressão de projeto do ponto de operação, como na presente invenção, para os vários processos da unidade, respectivamente.[0027] Figures 4.1, 4.2, 4.3 and 4.4 show an embodiment of the general arrangement, using a steam source of about 2 bar of design pressure of the operating point, as in the present invention, for the various processes of the unit, respectively.

[0028] A figura 5.1 mostra uma realização da técnica de arranjo geral do cabeçalho de vapor de fonte ou vaso de pressão de retorno para a utilização de fonte de vapor de cerca de 4 bar para o projeto do ponto de pressão de operação do fornecimento de calor para os processos de extração de óleo de palma.[0028] Figure 5.1 shows an embodiment of the general arrangement technique of the source steam header or return pressure vessel for the use of a steam source of about 4 bar for the design of the operating pressure point of the supply of heat for palm oil extraction processes.

[0029] A Figura 5.2 mostra uma concretização de arranjo geral do cabeçalho de fonte de vapor ou vaso de pressão de retomo para a utilização de fonte de vapor em cerca de 2 bar de pressão de projeto do ponto de operação, como na invenção presente, fornecimento de calor para os processos de extração de óleo de palma.[0029] Figure 5.2 shows an embodiment of the general arrangement of the steam source header or return pressure vessel for the use of the steam source at about 2 bar design pressure of the operating point, as in the present invention, heat supply for palm oil extraction processes.

[0030] A Figura 6 mostra uma forma de realização do arranjo geral consistindo de motor térmico ou uma turbina a vapor com vapor que sai a cerca de 2 bar de pressão de ponto de operação de projeto transportado para o vaso de pressão de vapor de retomo como fonte para os processos de extração de óleo de palma.[0030] Figure 6 shows an embodiment of the general arrangement consisting of a thermal engine or a steam turbine with steam leaving at about 2 bar of pressure from the project operating point transported to the return steam pressure vessel as a source for palm oil extraction processes.

[0031] As Figuras 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6 e 7.7 mostram formas de realização de um arranjo de uma turbina de vapor "STG" de saída de vapor a partir de uma ou mais portas de escape, onde toda ou parte do vapor que sai a uma pressão da presente invenção está transmitida como fonte de vapor para transmitir a sua energia térmica a pelo menos uma parte do processo de produção de óleo de palma.[0031] Figures 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6 and 7.7 show embodiments of an arrangement of a steam turbine "STG" steam outlet from one or more exhaust ports, where all or part of the steam leaving at a pressure of the present invention is transmitted as a steam source to transmit its thermal energy to at least a part of the palm oil production process.

[0032] Uma forma de realização preferida da presente invenção está explicada com referência aos desenhos anexos. Pretende-se, contudo, que a menos que particularmente indicado, dimensões, materiais, as posições relativas e assim por diante das partes constituintes das formas de realização devem ser interpretados como meramente ilustrativos e não como limitativos do escopo da presente invenção.[0032] A preferred embodiment of the present invention is explained with reference to the accompanying drawings. It is intended, however, that unless particularly indicated, dimensions, materials, the relative positions and so forth of the constituent parts of the embodiments are to be interpreted as merely illustrative and not as limiting the scope of the present invention.

Detailed description of the invention

[0033] A temperatura requerida para as várias operações unitárias do processo de extração de óleo de palma é, no máximo, de cerca de 110°C, isto é, em que são utilizados esterilizadores de lotes pressurizados. Quando são utilizados esterilizadores contínuos, a temperatura máxima necessária cai para cerca de 100°C. O precedente fornece oportunidades de usar fonte de calor de baixa temperatura para atender às necessidades de aquecimento dos processos de extração de óleo de palma.[0033] The temperature required for the various unit operations of the palm oil extraction process is, at most, about 110 ° C, that is, in which pressurized batch sterilizers are used. When continuous sterilizers are used, the required maximum temperature drops to around 100 ° C. The precedent provides opportunities to use a low temperature heat source to meet the heating needs of palm oil extraction processes.

[0034] O sistema de energia de uma planta de extração de óleo de palma pode agora ser projetado para operar em um ponto de operação do projeto para a baixa temperatura da fonte de calor para entregar o ponto de operação do projeto que melhorou o desempenho e eficiência, sustenta as necessidades de energia térmica do processo de extração de óleo de palma. Assim, subsistemas, componentes e controles estão estruturados para atender o ponto de operação do projeto para a baixa temperatura da fonte de calor que entrega o projeto de operação de melhor desempenho e eficiência energética.[0034] The power system of a palm oil extraction plant can now be designed to operate at a project operating point for the low temperature of the heat source to deliver the project operating point that has improved performance and efficiency, supports the thermal energy needs of the palm oil extraction process. Thus, subsystems, components and controls are structured to meet the project's point of operation for the low temperature of the heat source that delivers the best performance and energy efficiency operation project.

[0035] A energia térmica da fonte de calor pode, de preferência, ser transportada por vapor de água através de tubulações para as unidades de processamento para fornecer o calor necessário para o referido processo. O sistema todo do processo de aquecimento compreende as configurações de controle do processo de distribuição de vapor de vaso de pressão, as canalizações de transporte de vapor de processo adequada para os vários processos da unidade da fonte, válvulas de controle de fluxo, armadilhas de vapor, serpentinas de aquecimento de vapor e bocais de dispersão de vapor será projetado sobre este ponto de operação para a baixa temperatura da fonte de calor. Um motor de calor (por exemplo, uma turbina a vapor) com um ponto de operação de criação de um calor de baixa temperatura correspondente, pode ser adicionado para fornecer a energia térmica necessária para o processo.[0035] The thermal energy from the heat source can preferably be transported by water vapor through pipes to the processing units to provide the necessary heat for said process. The entire heating process system comprises the control configurations of the pressure vessel vapor distribution process, the process vapor transport pipelines suitable for the various processes of the source unit, flow control valves, steam traps , steam heating coils and steam dispersion nozzles will be designed on this point of operation for the low temperature of the heat source. A heat engine (for example, a steam turbine) with an operating point of creating a corresponding low temperature heat, can be added to provide the thermal energy needed for the process.

[0036] Nesta descrição, o termo "fonte de calor"refere-se a uma fonte de calor a partir de qualquer meio que obtém um aumento na temperatura. Pode se referir a um lugar, uma estrutura ou mídia de que o calor pode ser extraído. No contexto de "fonte de calor” da presente especificação, refere-se a origem da energia térmica principal para a extração de óleo de palma de processo de aquecimento. Na técnica anterior, a origem é o referido vaso de pressão para trás, em que uma fonte de calor de vapor, a uma pressão de cerca de 4 bar e uma temperatura de 144°C, e isto origina fonte primária de calor é, então, reduzida em pressão e temperatura em que o necessário para o fornecimento de procura de calor dos processos de cada unidade por meio de vários meios compreendendo, de redução de pressão, superaquecimento com água e processo de aquecimento de água.[0036] In this description, the term "heat source" refers to a source of heat from any medium that obtains an increase in temperature. It can refer to a place, a structure or media from which heat can be extracted. In the context of the "heat source" of the present specification, it refers to the origin of the main thermal energy for the extraction of palm oil from the heating process. In the prior art, the origin is the said back pressure vessel, in which a steam heat source, at a pressure of about 4 bar and a temperature of 144 ° C, and this gives rise to the primary source of heat is then reduced in pressure and temperature where necessary for the supply of heat demand of the processes of each unit by means of various means including, pressure reduction, overheating with water and water heating process.

[0037] O próprio vaso de pressão de retomo recebe calor por meio de duas fontes a montante. A principal fonte de calor é o vapor saindo de um vapor do motor principal e, no caso de uma queda, o calor de uma pressão de vapor maior disponível na planta, por exemplo, a partir de uma caldeira, é adequadamente reduzido na pressão e temperatura e é fornecido a partir de uma composição de disposição de fornecimento de vapor. Há também casos de calor residual descarregado em baixas temperaturas de processos unitários do processo de extração de óleo de palma, que são recuperados por meio dos meios de economia de energia e reutilizados em outros processos da unidade. Mas desde que esta fonte de calor é efetivamente uma reutilização da energia do fornecimento de calor, ainda que a uma temperatura mais baixa, ele deve, por conseguinte, não ser considerado como uma fonte de calor para os fins da presente especificação.[0037] The return pressure vessel itself receives heat through two upstream sources. The main source of heat is steam coming out of a steam from the main engine and, in the event of a fall, the heat from a higher vapor pressure available at the plant, for example, from a boiler, is adequately reduced in pressure and temperature and is supplied from a steam supply arrangement composition. There are also cases of residual heat discharged at low temperatures from unit processes in the palm oil extraction process, which are recovered by means of energy savings and reused in other processes of the unit. But since this heat source is effectively a reuse of the energy from the heat supply, even at a lower temperature, it should therefore not be considered as a heat source for the purposes of this specification.

[0038] O “dissipador de calor" refere-se a uma entidade que absorve o calor sem aumento significativo da temperatura.[0038] The "heat sink" refers to an entity that absorbs heat without significantly increasing the temperature.

[0039] O termo "procura de calor da fonte de calor" refere-se a procura de carga de calor da fonte de calor que impõe para o dissipador de calor que está em comunicação com a energia térmica da fonte de calor em resposta à fonte de calor que tem que suprir a procura de uma unidade de carga de calor do processo de extração de óleo de palma.[0039] The term "heat source heat demand" refers to the heat load demand from the heat source that it imposes on the heat sink that is in communication with the thermal energy of the heat source in response to the source of heat that has to supply the demand for a heat load unit from the palm oil extraction process.

[0040] O termo “ponto de operação de projeto" se refere a uma condição de operação de projeto pré-determinada que compreende um ou mais parâmetros em várias fases, que podem ter um efeito sobre um determinado sistema. Estes parâmetros podem incluir temperatura, pressão e fluxo. Estes parâmetros são estabelecidos em tempo de projeto para um ótimo desempenho de todo o sistema para uma determinada planta. Por conseguinte, subsistemas, os componentes e os controles são estruturados para atingir um ponto de operação de projeto de um ou mais parâmetros para fornecer a operação de criação de desempenho do ponto do sistema.[0040] The term "design operation point" refers to a predetermined design operation condition that comprises one or more parameters in several phases, which can have an effect on a given system. These parameters can include temperature, pressure and flow These parameters are established at design time for optimum performance of the entire system for a given plant. Therefore, subsystems, components and controls are structured to achieve a design operating point of one or more parameters to provide the system point performance creation operation.

[0041] Por exemplo, os sistemas de energia térmica, e particularmente sistemas de geração de energia, são geralmente configurados para funcionar com um ponto de operação de projeto para a máxima eficiência. Sistemas de energia térmica para utilização de aquecimento com benefício na utilização de energia térmica, a maior eficiência da sua fonte de calor de baixa temperatura é compatível com a exigência da temperatura do processo. Um motor de calor, como um ganho de turbina a vapor na taxa de calor inferior, onde ele é projetado para operação com baixa temperatura de saída de calor gasto. Um sistema de energia, por exemplo, um sistema de cogeração pode, portanto, atingir a meta de maior eficiência de energia térmica e maior saída de potência mecânica quando estruturado para operar em projeto de ponto de operação para a menor temperatura da fonte de calor e menor motor de calor passado de temperatura de calor (calor gasto em temperatura ser consistente com a temperatura da fonte de calor), quando operando em um modo de produção combinada de calor e energia.[0041] For example, thermal energy systems, and particularly power generation systems, are generally configured to operate with a design operating point for maximum efficiency. Thermal energy systems for heating use with benefit in the use of thermal energy, the higher efficiency of its low temperature heat source is compatible with the process temperature requirement. A heat engine, such as a steam turbine gain at a lower heat rate, where it is designed for low temperature operation with spent heat output. A power system, for example, a cogeneration system can therefore achieve the goal of greater thermal energy efficiency and greater mechanical power output when structured to operate in an operating point design for the lowest temperature of the heat source and lower heat engine past heat temperature (heat spent on temperature being consistent with the temperature of the heat source) when operating in a combined heat and power production mode.

[0042] Para os fins desta especificação, os termos " temperatura do ponto de operação de projeto”, “pressões de ponto de operação de projeto" e " fluxo de energia de ponto de operação de projeto" referem-se a temperatura, pressão e fluxo de energia térmica, respectivamente, de um tal ponto de operação do projeto para uma ótima eficiência do rolamento do sistema de energia em mente, especialmente a relevância da temperatura da fonte de calor e motor térmico de temperatura de calor.[0042] For the purposes of this specification, the terms "design operating point temperature", "design operating point pressures" and "design operating point energy flow" refer to temperature, pressure and flow of thermal energy, respectively, from such a point of operation of the project for optimal bearing efficiency of the energy system in mind, especially the relevance of the temperature of the heat source and heat engine thermal temperature.

[0043] O valor da pressão descrita em unidades de bar na presente especificação refere-se a uma pressão absoluta, onde a pressão atmosférica é de cerca de um bar.[0043] The pressure value described in bar units in the present specification refers to an absolute pressure, where the atmospheric pressure is about one bar.

[0044] A título de exemplo, mas não limitativo, uma forma de realização da invenção é aqui descrita utilizando a temperatura da fonte de calor de 120°C e a temperatura em que caracteriza o ponto de operação de projeto do sistema de energia para uma capacidade de 60 toneladas por hora de cachos de frutos frescos (FFB). Uma fonte de calor de vapor a cerca de 2 bar de pressão de saturação, que corresponde a uma temperatura de 120°C, de fonte de calor deve ser suficiente para fornecer as necessidades de aquecimento do esterilizador de lote pressurizado. Onde esterilizador contínuo é utilizado, com ainda mais baixas condições de vapor de fonte que pode ser considerado para atender a sua temperatura máxima necessária de cerca de 100°C. Em vista disso, um ponto de operação de projeto de 120°C de temperatura da fonte de calor é recomendado para uma operação eficiente. Neste caso, para atender a capacidade da fábrica, a fonte de vapor de cerca de 2 bar de pressão e 27.000 kg/h de fluxo que fornecem cerca de 19 MW de capacidade de calor é necessária no projeto. O uso eficiente de energia térmica no vapor à pressão menor no processo de extração de óleo de palma de moinho proporciona uma economia de conservadores de cerca de 10% do uso de vapor sobre a arte anterior.[0044] As an example, but not limiting, an embodiment of the invention is described here using the temperature of the heat source of 120 ° C and the temperature at which it characterizes the design point of operation of the power system for a capacity of 60 tons per hour of fresh fruit bunches (FFB). A steam heat source at about 2 bar of saturation pressure, which corresponds to a temperature of 120 ° C, of heat source must be sufficient to supply the heating needs of the pressurized batch sterilizer. Where continuous sterilizer is used, with even lower source steam conditions that can be considered to meet its maximum required temperature of around 100 ° C. In view of this, a design operating point of 120 ° C heat source temperature is recommended for efficient operation. In this case, to meet the plant's capacity, a steam source of about 2 bar pressure and 27,000 kg / h flow that provides about 19 MW of heat capacity is required in the project. The efficient use of thermal energy in steam at lower pressure in the mill palm oil extraction process provides conservative savings of around 10% of the steam use over the prior art.

[0045] Além disso, uma fonte de vapor de cerca de 2 bar de pressão que corresponde à pressão de saturação a 120°C, apresenta uma concepção económica do sistema de distribuição de vapor para transportar a fonte de vapor como transportador de calor a partir da fonte para o ponto de processos unitários. Usando a fonte de vapor a pressão mais baixa melhora a utilização de calor, mantendo as temperaturas de processo requeridas.[0045] In addition, a steam source of about 2 bar pressure that corresponds to the saturation pressure at 120 ° C, presents an economical design of the steam distribution system to transport the steam source as a heat carrier from from the source to the point of unit processes. Using the steam source the lower pressure improves the use of heat, maintaining the required process temperatures.

[0046] Como comparação, na arte anterior, para uma capacidade de óleo de palma em bruto em instalação de extração semelhante, os sistemas de energia convencionais foram concebidos com um ponto de operação de projeto para uma temperatura de cerca de 144°C. Fonte de calor de fonte de vapor de cerca de 4 bar de pressão e 30.000 kg/h de fluxo fornecendo 21 MW de capacidade de calor é disponibilizado no projeto para o aquecimento do processo.[0046] As a comparison, in the prior art, for a crude palm oil capacity in a similar extraction facility, conventional power systems were designed with a design operating point for a temperature of around 144 ° C. Steam source heat source of about 4 bar pressure and 30,000 kg / h flow providing 21 MW of heat capacity is made available in the project for the heating of the process.

[0047] As Figuras 1, 2.1 e 2.2 mostram seções do sistema de energia concebido para funcionar a criação de ponto de operação para uma temperatura de cerca de 144°C, ou seja, a temperatura da fonte de calor da arte anterior para suprir as necessidades de energia térmica do processo de extração de óleo de palma. A energia de calor da fonte de calor é fornecida como fonte de vapor, em que a fonte de vapor é utilizada como meio para a transmissão da energia de calor para os processos. A correspondente pressão de vapor da fonte é de cerca de 4 bar, que é a pressão do vapor de saturação e, por vezes, a fonte de vapor de água está a um ligeiro sobreaquecimento. Um tamanho típico da tubulação que transporta a fonte de vapor a 4 bar de pressão para os processos unitários é mostrado nas figuras.[0047] Figures 1, 2.1 and 2.2 show sections of the power system designed to operate creating an operating point for a temperature of around 144 ° C, that is, the temperature of the prior art heat source to supply the thermal energy needs of the palm oil extraction process. The heat energy from the heat source is provided as a steam source, where the steam source is used as a medium for the transmission of heat energy to the processes. The corresponding vapor pressure of the source is about 4 bar, which is the saturation vapor pressure, and sometimes the water vapor source is slightly overheated. A typical size of the pipeline that carries the steam source at 4 bar pressure for unit processes is shown in the figures.

[0048] O invento é caracterizado por usar uma fonte de calor a uma temperatura inferior a cerca de 144°C a técnica anterior e tendo o sistema de energia concebido para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a baixa temperatura da fonte de calor, para proporcionar o ponto de operação de projeto de melhorado desempenho e mantendo ao mesmo tempo a eficiência que a energia térmica necessita de, pelo menos, uma parte do processo de extração de óleo de palma. Assim, o sistema de energia é projetado para operar em um ponto de operação de projeto para a temperatura da fonte de calor entre 115°C e 141 °C. De preferência, o sistema de energia é projetado para operar em um ponto de operação de projeto para a temperatura da fonte de calor entre 115°C e 138°C. O sistema de energia projetado para operar em um ponto de operação do projeto para a temperatura da fonte de calor entre 115°C a 130°C é o mais preferido, e o sistema de energia projetado para operar em um ponto de operação do projeto para a temperatura da fonte de calor entre superior a 100°C e menos a 115°C é o mais preferido para fornecer as necessidades de energia térmica de, pelo menos, uma parte do processo de extração de óleo de palma. As temperaturas do ponto de origem de concepção de operação térmica são suficientes para permitir a transferência de calor para os processos unitários que recebe a energia térmica.[0048] The invention is characterized by using a heat source at a temperature below about 144 ° C the prior art and having the power system designed to operate at a design operating point for the low temperature of the heat source, to provide the point of operation of improved design performance while maintaining the efficiency that thermal energy requires at least part of the palm oil extraction process. Thus, the power system is designed to operate at a design operating point for the heat source temperature between 115 ° C and 141 ° C. Preferably, the power system is designed to operate at a design operating point for the heat source temperature between 115 ° C and 138 ° C. The power system designed to operate at a project operating point for the heat source temperature between 115 ° C to 130 ° C is most preferred, and the power system designed to operate at a project operating point for the temperature of the heat source between more than 100 ° C and less than 115 ° C is most preferred to supply the thermal energy needs of at least part of the palm oil extraction process. The temperatures at the point of origin of the thermal operation design are sufficient to allow heat transfer to the unit processes that receive the thermal energy.

[0049] Um objetivo da presente invenção é a conservação de energia de calor, proporcionando as temperaturas do processo de extração de óleo de palma do processo exigido. A título de exemplo, mas não como limitação, as Figuras 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 e 4.5 mostram as formas de realização da invenção, utilizando a temperatura da fonte de calor de 120°C e o sistema de energia concebido para funcionar num ponto de operação de projeto para a temperatura de fonte de calor de 120°C para entregar um desempenho melhorado de ponto de operação do projeto e eficiência, sustentando as necessidades de energia térmica do processo de extração de óleo de palma.[0049] An objective of the present invention is the conservation of heat energy, providing the temperatures of the palm oil extraction process of the required process. As an example, but not as a limitation, Figures 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 and 4.5 show the embodiments of the invention, using the temperature of the heat source of 120 ° C and the energy system designed to operate at a design operating point at a heat source temperature of 120 ° C to deliver improved design operating point performance and efficiency, supporting the thermal energy needs of the palm oil extraction process.

[0050] A energia a partir da fonte de calor é transmitida diretamente através das tubulações por meio de vapor para as unidades de processamento para fornecer o calor. A fonte de vapor está a de cerca de 2 bar de pressão que corresponde à pressão de saturação na temperatura da fonte de calor.[0050] The energy from the heat source is transmitted directly through the pipes by means of steam to the processing units to supply the heat. The steam source is at about 2 bar pressure which corresponds to the saturation pressure at the temperature of the heat source.

[0051] As tubulações que transmitem a quantidade necessária de fonte de vapor de água a uma pressão baixa para os processos unitários são dimensionadas de tal modo que a velocidade de escoamento não seja superior a 40 m/s, e a queda de pressão ao longo da tubulação satisfaz a pressão exigida no local de aplicação, refere à sua temperatura de saturação. Em baixa pressão de vapor, o volume específico do vapor é elevado e isto conduz a um aumento da velocidade do fluxo de vapor na tubulação, mas este pode ser limitado por meio de tubulações com área em corte transversal maior. O comprimento do percurso de tubulações em um moinho de óleo de palma é relativamente curto, dentro de cerca de 100 metros e, portanto, a velocidade do fluxo é o fator limitante, em vez do que a queda de pressão, no dimensionamento de tubulações de fluxo de vapor. As válvulas de controle de fluxo nos circuitos estão dimensionadas da mesma forma para o volume específico mais elevado do que o vapor. As armadilhas de vapor nos circuitos são selecionadas com base na baixa pressão exercida sobre a elevação do condensado pela pressão de vapor mais baixa nas bobinas de vapor. A velocidade do fluxo de vapor é mantida dentro de limites para garantir níveis de ruído e a erosão é dentro dos padrões industriais aceitáveis.[0051] The pipes that transmit the necessary amount of water vapor source at a low pressure for the unit processes are dimensioned in such a way that the flow speed does not exceed 40 m / s, and the pressure drop along of the pipe meets the pressure required at the application site, refers to its saturation temperature. At low steam pressure, the specific volume of the steam is high and this leads to an increase in the speed of the steam flow in the pipeline, but this can be limited by means of pipes with a larger cross-sectional area. The length of the pipeline path in a palm oil mill is relatively short, within about 100 meters, and therefore flow velocity is the limiting factor, rather than the pressure drop, in the design of pipelines. steam flow. The flow control valves in the circuits are similarly sized for the specific volume higher than the steam. The steam traps in the circuits are selected based on the low pressure exerted on the elevation of the condensate by the lower vapor pressure in the steam coils. The speed of the steam flow is kept within limits to ensure noise levels and erosion is within acceptable industry standards.

[0052] Para transmitir a fonte de vapor a 2 bar para um esterilizador contínuo com capacidade de cozimento de 30 toneladas/hora de cachos de frutas frescas, operando a pressão atmosférica e consumo de vapor em um valor aproximado de 11.500 kg/h, é requerido um tubo de diâmetro nominal de 300mm, para manter a velocidade do fluxo de vapor inferior a 40 m/s. Ao tomar-se o tubo da rota de comprimento equivalente a 100m, a queda de pressão é pequena em cerca de 0,05 bar. Escoamento crítico (calçando a velocidade do som) ocorre a uma pressão a jusante de aproximadamente 1,07 bar. Um dispositivo de limitação do fluxo, como uma placa de orifício com um tamanho de orifício de aproximadamente 135 mm de diâmetro é, por conseguinte, montado a jusante para limitar a capacidade de fluxo de vapor e, portanto, a velocidade na tubulação de distribuição. Como uma solução alternativa,dois números de tubos de diâmetro nominal de 200mm são fornecidos em paralelo, mantendo a velocidade do fluxo de vapor inferior a 40 m/s.[0052] To transmit the steam source at 2 bar to a continuous sterilizer with a cooking capacity of 30 tons / hour of bunches of fresh fruits, operating at atmospheric pressure and steam consumption in an approximate value of 11,500 kg / h, it is A tube with a nominal diameter of 300 mm is required to maintain the vapor flow speed below 40 m / s. When taking the pipe from the route of a length equivalent to 100m, the pressure drop is small at around 0.05 bar. Critical flow (shifting the speed of sound) occurs at a downstream pressure of approximately 1.07 bar. A flow limiting device, such as an orifice plate with an orifice size of approximately 135 mm in diameter, is therefore mounted downstream to limit the flow capacity of steam and therefore the speed in the manifold. As an alternative solution, two numbers of tubes with a nominal diameter of 200mm are supplied in parallel, keeping the vapor flow speed below 40 m / s.

[0053] Para transmitir vapor da fonte a 2 bar para um lote esterilizador com capacidade de cozimento de 30 toneladas/hora de cachos de frutas frescas, que opera no mínimo em torno de 1,5 bar de pico de pressão de vapor e consumindo vapor a um valor aproximado de 15.000 kg/h, necessita-se de dois números de tubos de diâmetro nominal de 250 mm em paralelo, cada tubulação transportando 7,500 kg/h de vapor e mantendo a velocidade do fluxo de vapor inferior a 40 m/s. Considerando-se o tubo da rota de comprimento equivalente a 100m, a queda de pressão é pequena em cerca de 0,05 bar. Escoamento crítico (calçando a velocidade do som) ocorre na pressão a jusante de aproximadamente 1,07 bar. Um dispositivo de limitação do fluxo, como uma placa de orifício com um tamanho de orifício de cerca de 115 mm de diâmetro é, por conseguinte, montado a jusante para limitar a capacidade de fluxo de vapor e, portanto, a velocidade na tubulação de distribuição. À medida que a pressão no vaso de esterilizador eleva-se gradualmente a cerca de 1,5 bar, correspondente a 110°C de temperatura do vapor saturado, a capacidade de fluxo de vapor através do orifício reduz a 6.000 kg/h, e isso é aceitável porque, nesta fase do processo o ciclo de consumo de vapor pelo esterilizador é muito reduzido. A desaeração e a facilidade de remoção do condensado é adequadamente projetada para expelir a quantidade copiosa de ar e condensado a partir do vaso.[0053] To transmit steam from the source at 2 bar to a sterilizing batch with a cooking capacity of 30 tons / hour of bunches of fresh fruit, which operates at least around 1.5 bar peak steam pressure and consuming steam at an approximate value of 15,000 kg / h, two numbers of tubes with a nominal diameter of 250 mm are required in parallel, each pipe carrying 7,500 kg / h of steam and maintaining the steam flow speed below 40 m / s . Considering the route tube with a length equivalent to 100m, the pressure drop is small at around 0.05 bar. Critical flow (shifting the speed of sound) occurs at the downstream pressure of approximately 1.07 bar. A flow limiting device, such as an orifice plate with an orifice size of about 115 mm in diameter, is therefore mounted downstream to limit the flow capacity of steam and, therefore, the speed in the distribution pipe. . As the pressure in the sterilizer vessel gradually rises to around 1.5 bar, corresponding to 110 ° C of saturated steam temperature, the steam flow capacity through the orifice reduces to 6,000 kg / h, and this it is acceptable because, at this stage of the process, the steam consumption cycle by the sterilizer is very short. Deaeration and ease of condensate removal is suitably designed to expel the copious amount of air and condensate from the vessel.

[0054] Para transmitir a fonte de vapor a 2 bar para secadores de núcleo e porca operando a cerca de 1,5 bar de pressão de vapor nos rolos de aquecimento e um consumo de vapor de aproximadamente 2,500 kg/h, requer- se 150 milímetros de diâmetro nominal do tubo para manter a velocidade do fluxo de vapor inferior a 40 m/s. Considerando-se o tubo da rota de comprimento equivalente a 100m, a queda de pressão é pequena em cerca de 0,08 bar. Uma permissão de cerca de 0,4 bar é fornecida para queda de pressão através da válvula de controle de fluxo.[0054] To transmit the steam source at 2 bar to core and nut dryers operating at about 1.5 bar of steam pressure on the heating rollers and a steam consumption of approximately 2,500 kg / h, 150 is required millimeter nominal tube diameter to maintain the vapor flow speed below 40 m / s. Considering the route pipe of a length equivalent to 100m, the pressure drop is small at around 0.08 bar. A allowance of about 0.4 bar is provided for pressure drop through the flow control valve.

[0055] Princípios semelhantes se aplicam para dimensionar todas as tubulações que transportam vapor de origem para os vários processos unitários.[0055] Similar principles apply to dimension all the pipes that carry original steam for the various unit processes.

[0056] Quando a transferência de calor para o processo é, por meio de bobinas de aquecimento a vapor, o projeto das bobinas de aquecimento a vapor toma em consideração a área de aquecimento de superfície e o tamanho do tubo para atender a mais baixa temperatura de saturação de vapor e de maior volume específico do vapor correspondente à pressão de vapor reduzida.[0056] When the heat transfer to the process is, through steam heating coils, the design of the steam heating coils takes into account the surface heating area and the size of the tube to meet the lowest temperature saturation and a higher specific volume of steam corresponding to the reduced vapor pressure.

[0057] Outro objetivo da presente invenção consiste em aumentar a potência e eficiência mecânica, expandindo todo ou parte do meio termodinâmico por meio de um motor de calor, como o mecanismo principal para um dissipador de calor de baixa temperatura que se encontra em comunicação com a energia de calor da fonte de calor para fornecer pelo menos uma porção das necessidades de aquecimento do processo de extração de óleo de palma. A comunicação da energia térmica pode ser por meio de uma comunicação fluida ou comunicação de troca de calor.[0057] Another objective of the present invention is to increase the power and mechanical efficiency, expanding all or part of the thermodynamic medium by means of a heat motor, as the main mechanism for a low temperature heat sink that is in communication with the heat energy from the heat source to provide at least a portion of the heating needs of the palm oil extraction process. The communication of thermal energy can be through fluid communication or heat exchange communication.

[0058] Uma forma de realização para a operação do motor primário de maior potência e eficiência mecânica através da expansão do vapor como meio termodinâmico para um dissipador de calor a temperatura mais baixa do que 144°C caracterizando o projeto do ponto do sistema de energia de operação é mostrado nas figuras 5.2 e 6 e aqui descrita.[0058] An embodiment for the operation of the primary engine of greater power and mechanical efficiency through the expansion of steam as a thermodynamic medium for a heat sink at a temperature lower than 144 ° C featuring the design of the power system point of operation is shown in figures 5.2 and 6 and described here.

[0059] Figura 5.1 mostra um diagrama de fluxo esquemático de arranjo típico do estado da técnica para a distribuição do vapor saindo de um motor primário como fonte de vapor para uso do processo para o processo de extração de óleo de palma através do vaso de pressão de retomo.[0059] Figure 5.1 shows a schematic flow diagram of a typical state of the art arrangement for the distribution of steam from a primary engine as a source of steam for use in the process for the process of extracting palm oil through the pressure vessel of return.

[0060] A Figura 5.2 mostra um diagrama de fluxo esquemático do arranjo para a distribuição do vapor que sai do primeiro motor, tais como o motor a vapor como fonte de calor para, pelo menos, uma parte do processo de extração de óleo de palma através do vaso de pressão de retorno de acordo com a presente invenção.[0060] Figure 5.2 shows a schematic flow diagram of the arrangement for the distribution of steam leaving the first engine, such as the steam engine as a heat source for at least part of the palm oil extraction process through the return pressure vessel according to the present invention.

[0061] Uma diferença na Figura 5.2 quando comparada com a Figura 5.1 do estado da técnica é o valor da temperatura do ponto de operação do projeto da fonte de calor, que é menor do que a temperatura de ponto de operação do estado da técnica de 144°C. Outras diferenças são os ajustes de pressão mais baixos da composição de vapor e os meios de alívio, bem como o aumento do tamanho das tubulações de transporte de vapor para fornecer o volume específico mais elevado do vapor a uma pressão mais baixa.[0061] A difference in Figure 5.2 when compared to Figure 5.1 of the state of the art is the temperature value of the operating point of the heat source project, which is less than the temperature point of operation of the state of the art technique 144 ° C. Other differences are the lower pressure settings of the vapor composition and the means of relief, as well as the increase in the size of the vapor transport pipelines to provide the higher specific volume of the steam at a lower pressure.

[0062] A título de exemplo, mas não como limitação, a Figura 6 mostra um diagrama de fluxo esquemático de um arranjo que compreende um motor de calor, tal como uma turbina a vapor, de acordo com a presente invenção.[0062] As an example, but not as a limitation, Figure 6 shows a schematic flow diagram of an arrangement comprising a heat engine, such as a steam turbine, according to the present invention.

[0063] Um sistema de energia, incluindo um motor de calor, tal como ilustrado na Figura 6, pode ser concebido para funcionar com um ponto de operação de projeto para a temperatura da fonte de calor, a temperatura do motor de calor que sai do calor irradiado, ou ambos (a temperatura de calor irradiado sendo coerente com a temperatura da fonte de calor e projeto de motor térmico otimizado). Assim, subsistemas, componentes e controles estão estruturados para atender a temperatura da fonte de calor do ponto de operação de projeto, a temperatura do calor irradiada pelo motor térmico, ou ambos (a temperatura de calor irradiada sendo consistente com a temperatura da fonte de calor e projeto de motor térmico otimizado) que entrega o ponto de operação de projeto melhorando o desempenho e eficiência.[0063] A power system, including a heat engine, as illustrated in Figure 6, can be designed to work with a design operating point for the temperature of the heat source, the temperature of the heat engine leaving the radiated heat, or both (the radiated heat temperature being consistent with the temperature of the heat source and optimized thermal motor design). Thus, subsystems, components and controls are structured to meet the temperature of the heat source of the project operating point, the temperature of the heat radiated by the thermal engine, or both (the temperature of the radiated heat being consistent with the temperature of the heat source and optimized thermal engine design) that delivers the project operating point improving performance and efficiency.

[0064] Vapor proveniente de uma fonte primária de calor a alta pressão e temperatura entra na turbina a vapor (2) através da tubulação (1), e é expandido para produzir energia mecânica, a qual é convertida por um gerador (12) em energia eléctrica. O vapor que sai da turbina de vapor através da porta de saída (3) está a uma baixa pressão e é transportado através da tubulação (4) para um vaso de pressão de distribuição de vapor de processo de retorno (5), onde ele é usado como fonte de vapor para pelo menos uma parte do processos de extração de óleo palma. A condição de entrada de vapor para a turbina é de cerca de 22 bar de pressão e temperatura a 300°C. A concretização mostra o sistema de energia projetado para operar em um ponto de operação do projeto para uma fonte de calor a uma temperatura de 120°C para entregar o ponto de operação de projeto de melhor desempenho e eficiência. A fonte de vapor para o processo no vaso de pressão de retomo é, na temperatura de ponto de operação de projeto, cerca de 120°C e 2 bar de pressão.[0064] Steam from a primary source of heat at high pressure and temperature enters the steam turbine (2) through the pipe (1), and is expanded to produce mechanical energy, which is converted by a generator (12) into electrical energy. The steam leaving the steam turbine through the outlet port (3) is at low pressure and is transported through the pipeline (4) to a return process steam distribution pressure vessel (5), where it is used as a steam source for at least part of the palm oil extraction process. The steam inlet condition for the turbine is about 22 bar pressure and temperature at 300 ° C. The embodiment shows the power system designed to operate at a point of operation of the project for a heat source at a temperature of 120 ° C to deliver the point of operation of the project of better performance and efficiency. The steam source for the process in the return pressure vessel is, at the design operating point temperature, about 120 ° C and 2 bar pressure.

[0065] A tubulação (4) de transporte de vapor de escape a partir da abertura de saída da turbina de vapor para o vaso de pressão de retorno (5) é dimensionada para o aumento do volume específico de vapor à pressão de trabalho mais baixa, a fim de limitar a velocidade do fluxo de vapor a 25 m/s. Assim, para uma turbina de vapor que sai aproximadamente 27.000 kg/h de vapor, a tubulação de exaustão é de 600 mm de diâmetro nominal para manter a velocidade do fluxo de vapor dentro dos limites. Tomando o comprimento equivalente à tubulação de 20m, a queda de pressão é insignificante.[0065] The exhaust steam transport pipe (4) from the steam turbine outlet opening to the return pressure vessel (5) is sized to increase the specific volume of steam at the lowest working pressure in order to limit the speed of the steam flow to 25 m / s. Thus, for a steam turbine that exits approximately 27,000 kg / h of steam, the exhaust pipe is 600 mm in nominal diameter to keep the steam flow speed within limits. Taking the length equivalent to the 20m pipe, the pressure drop is negligible.

[0066] A incorporação consiste em uma turbina a vapor, projetada para operar em um ponto de operação do projeto para o motor térmico de saída de temperatura passou de 120°C para entregar o projeto de operação de ponto melhor desempenho e eficiência. A turbina a vapor é projetada e fornecida pelo fabricante para a incorporação de um sistema de energia de acordo com as especificações de seu ponto de operação do projeto para sair a temperatura de calor gasto e pressão e fluxo de vapor, entre outros, conforme determinado pela exigência do sistema de energia. Neste caso, a turbina a vapor tem uma saída de vapor de cerca de 27.000 kg/h para atender a capacidade da fábrica. A condição de entrada de vapor no projeto do ponto de operação é escolhida para fornecer vapor saturado seco no escape da turbina. A expansão do vapor de baixa pressão na saída da turbina e maior eficiência interna da turbina a vapor requer uma temperatura mais elevada de vapor de entrada para manter a saída de vapor saturado seco. Quando o gerador de vapor da turbina é operado como descrito, no ponto de operação de projeto, com uma saída de temperatura de calor de 120°C, este oferece cerca de 40% a menos de consumo de vapor específico sobre o arranjo da técnica. Isso resulta em cerca de 40% mais de energia, que é de cerca de 640 kW na presente concretização.[0066] The incorporation consists of a steam turbine, designed to operate at a point of operation of the project for the thermal engine of temperature output has passed 120 ° C to deliver the point of operation design with better performance and efficiency. The steam turbine is designed and supplied by the manufacturer for the incorporation of a power system according to the specifications of its point of operation of the project to leave the temperature of spent heat and pressure and steam flow, among others, as determined by power system requirement. In this case, the steam turbine has a steam output of around 27,000 kg / h to meet the plant's capacity. The steam entry condition in the design of the operating point is chosen to provide dry saturated steam in the turbine exhaust. The expansion of low-pressure steam at the turbine outlet and greater internal efficiency of the steam turbine requires a higher inlet steam temperature to keep the saturated steam outlet dry. When the turbine steam generator is operated as described, at the project operating point, with a heat temperature output of 120 ° C, it offers about 40% less specific steam consumption over the technique arrangement. This results in about 40% more energy, which is about 640 kW in the present embodiment.

[0067] Nesta forma de realização, o gerador de turbina a vapor (STG) está sobre o controle automático de frequência para manter uma frequência constante desde o seu gerador elétrico acoplado e sob este regime de controle de turbina a vapor, a pressão do vapor que sai é deixada a flutuar, mantendo a frequência constante. A saída de vapor da turbina de vapor proporciona a fonte de vapor para o processo na configuração da instalação de cogeração. Em caso de desvio em relação ao ponto de operação de criação, o desequilíbrio entre o fluxo de vapor que sai da turbina de vapor e o consumo de vapor de origem pelo processo de extração de óleo de palma pode ocorrer, que se manifesta em desvio da pressão do vapor no vaso de pressão de retorno. A fim de manter a pressão de vapor de saída no ponto de operação de projeto para um funcionamento eficaz da turbina a vapor, um meio externo de fluxo de vapor serve para equilibrar a diferença. Também é importante manter a pressão de vapor no ponto de operação de projeto para proporcionar temperaturas de processo estáveis.[0067] In this embodiment, the steam turbine generator (STG) is under automatic frequency control to maintain a constant frequency from its coupled electric generator and under this steam turbine control regime, the steam pressure that comes out is left to float, keeping the frequency constant. The steam outlet from the steam turbine provides the steam source for the process in the configuration of the cogeneration plant. In case of deviation in relation to the breeding operation point, the imbalance between the flow of steam leaving the steam turbine and the consumption of original steam by the palm oil extraction process can occur, which manifests itself in deviation vapor pressure in the return pressure vessel. In order to maintain the outlet steam pressure at the design operating point for efficient operation of the steam turbine, an external steam flow medium serves to balance the difference. It is also important to maintain the vapor pressure at the design operating point to provide stable process temperatures.

[0068] O meio externo para manter a pressão do ponto de operação de projeto atua no caso de diminuição da pressão da fonte de vapor, para admitir vapor a alta pressão a partir de uma fonte primária de calor através da tubulação (6), através da recuperação do vapor com a instalação de de- superaquecimento (7). No caso de aumento da pressão da fonte de vapor durante a operação, o excesso de vapor pode ser libertado por meio da instalação de alívio de vapor (8). A disposição de válvula (7) e o controle da pressão do vaso de pressão de vapor de retomo é efetuada por uma unidade de controle de automação, que controla as posições das válvulas do dispositivo de válvula (7), em dependência da pressão, especialmente durante os processos de arranque. Além disso, a unidade de controle controla a posição de uma válvula de alívio (8). Com a automação eficiente, a pressão do vapor no vaso de pressão de retorno pode ser controlada dentro de um intervalo predeterminado de valores definidos. Assim, no exemplo de realização, com o ponto de operação de projeto de pressão de saída de cerca de 2 bar, a pressão de vapor pode ser facilmente mantida dentro de uma gama de cerca de 1,85 bar a 2,15 bar de fornecimento da turbina a vapor satisfatória e as operações do processo. Não se espera que as instalações de controle de pressão de dispositivo de válvula (7) e de válvula de alívio (8) para entrar em ação durante a operação normal da planta tenha configurado a turbina de vapor de saída com vazão de vapor em equilíbrio com a demanda de vapor de processo no ponto de operação de projeto.[0068] The external means to maintain the pressure of the project operating point acts in the case of a decrease in the pressure of the steam source, to admit high pressure steam from a primary heat source through the pipe (6), through steam recovery with the superheat installation (7). In the event of an increase in the pressure of the steam source during operation, excess steam can be released via the steam relief installation (8). The valve arrangement (7) and the pressure control of the return steam pressure vessel is carried out by an automation control unit, which controls the valve positions of the valve device (7), depending on the pressure, especially during start-up processes. In addition, the control unit controls the position of a relief valve (8). With efficient automation, the vapor pressure in the return pressure vessel can be controlled within a predetermined range of defined values. Thus, in the embodiment example, with the design pressure operating point of about 2 bar, the vapor pressure can be easily maintained within a range of about 1.85 bar to 2.15 bar supply satisfactory steam turbine and process operations. The pressure control installations of the valve device (7) and the relief valve (8) to take action during normal plant operation are not expected to have configured the outgoing steam turbine with steam flow in equilibrium with the demand for process steam at the project operating point.

[0069] Em outro modo de operação, o controle da turbina a vapor pode ser ajustado para manter a pressão de retorno, ajustando a potência de saída para combinar com o requisito de fluxo de vapor, em que não é exigido exemplo de controle da pressão seletiva no vaso de pressão para trás. Este modo de operação é termodinamicamente eficiente, porque o vapor de alta pressão ou vapor de alívio não entra em ação, no entanto, um sistema para permitir tal operação, tomando-se a potência variando devem estar no local, como o gerador de vapor da turbina ligada eletricamente em paralelo em operação com a grade ou outro motor principal.[0069] In another operating mode, the steam turbine control can be adjusted to maintain the back pressure, adjusting the output power to match the steam flow requirement, where an example of pressure control is not required selective pressure in the back pressure vessel. This mode of operation is thermodynamically efficient, because the high pressure steam or relief steam does not come into action, however, a system to allow such an operation, taking the varying power must be in place, as the steam generator of the turbine electrically connected in parallel in operation with the grid or other main engine.

[0070] O vaso de pressão de retorno (5) está equipado com um dispositivo de segurança de alívio de pressão (9), para proteger o sistema contra o excesso de pressão no caso de mal operação dos meios de controle de pressão da disposição de válvula (7) e purga - das válvulas (8).[0070] The return pressure vessel (5) is equipped with a pressure relief safety device (9), to protect the system against excess pressure in the event of a malfunction of the pressure control means of the supply arrangement. valve (7) and bleed - from the valves (8).

[0071] É um outro objeto da invenção que, com o dispositivo de alívio de pressão de segurança montada na fonte de vapor, os vasos sob pressão e dispositivos instalados a jusante do sistema de aquecimento do processo pode ser concebido para que a pressão de trabalho baixe para efetuar a redução de custos. O vaso de pressão de retorno tem uma pressão de trabalho de cerca de 2 bar e é projetado para suportar cerca de 2,5 bar.[0071] It is another object of the invention that, with the safety pressure relief device mounted on the steam source, the pressure vessels and devices installed downstream of the process heating system can be designed so that the working pressure download to effect cost savings. The return pressure vessel has a working pressure of about 2 bar and is designed to withstand about 2.5 bar.

[0072] A fonte de vapor a partir do vaso de pressão de retorno (5) é encaminhada para pelo menos uma parte do processo de extração de óleo de palma por meio de tubulações (10).[0072] The steam source from the return pressure vessel (5) is routed to at least a part of the palm oil extraction process through pipes (10).

[0073] As Figuras 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6 e 7.7 mostram as formas de realização de variações do vapor principal do motor a vapor desgastante para uso do processo de extração de óleo de palma. Todas as formas de realização descrevem todo ou parte do vapor de água que sai de um motor de calor concebido para funcionar com um ponto de operação de criação de uma temperatura de saída de calor de 120°C a entregar o ponto de operação de projeto melhorado, o desempenho e a eficiência ao mesmo tempo transmitir energia térmica a pelo menos uma porção em um processo de fábrica de óleo de palma para aumentar a eficiência de uso global de energia.[0073] Figures 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6 and 7.7 show the ways of carrying out variations in the main steam of the exhausting steam engine for use in the palm oil extraction process. All embodiments describe all or part of the water vapor coming out of a heat engine designed to operate with an operating point creating a 120 ° C heat outlet temperature to deliver the improved design operating point , performance and efficiency at the same time transmitting thermal energy to at least a portion in a palm oil plant process to increase overall energy use efficiency.

[0074] A representação da turbina a vapor (2) está altamente simplificada e, em alguns casos, compreendem mais do que uma admissão e de escape operam a diferentes pressões de entrada e de saída de vapor e temperatura. A turbina a vapor compreende, em alguns casos, mais de um cilindro acoplado. A turbina a vapor, em alguns casos, pode ser única fase ou em várias fases. O motor de calor em alguns casos, é uma máquina a vapor alternativo.[0074] The representation of the steam turbine (2) is highly simplified and, in some cases, comprises more than one intake and exhaust operating at different inlet and outlet pressures and temperature. The steam turbine comprises, in some cases, more than one coupled cylinder. The steam turbine, in some cases, can be single or in several phases. The heat engine in some cases is an alternative steam engine.

[0075] De acordo com o invento, a turbina a vapor (2) concebida para operar com um ponto de operação de criação de uma temperatura de saída de calor de 120°C e entrega o cartão de ponto de operação de melhor desempenho e eficiência transmitindo energia térmica a pelo menos uma parte do processo de aquecimento do processo de extração de óleo de palma.[0075] According to the invention, the steam turbine (2) designed to operate with an operating point creating a heat output temperature of 120 ° C and delivers the operating point card of best performance and efficiency transmitting thermal energy to at least part of the heating process of the palm oil extraction process.

[0076] Na modalidade preferencial, a presente invenção proporciona uma disposição para um sistema de planta de extração de óleo de palma em bruto que inclui, pelo menos, uma fonte de calor e, pelo menos, um dos meios para se comunicar calor a partir de, pelo menos, uma fonte de calor a uma unidade de processo requerendo energia operacional de calor, em que o sistema de energia é concebido e configurado para funcionar com um ponto de operação de projeto para a temperatura de, pelo menos, uma fonte de calor e em que, pelo menos, uma fonte de calor é a temperatura entre 115°C e 141 °C.[0076] In the preferred embodiment, the present invention provides an arrangement for a crude palm oil extraction plant system that includes at least one heat source and at least one of the means to communicate heat from from at least one heat source to a process unit requiring operational heat energy, where the power system is designed and configured to operate with a design operating point for the temperature of at least one source of heat. heat and where at least one heat source is the temperature between 115 ° C and 141 ° C.

[0077] De preferência, o sistema de energia é concebido e configurado para funcionar com um ponto de operação de projeto para a temperatura de, pelo menos, uma fonte de calor e em que, pelo menos, uma temperatura da fonte de calor situa-se entre 115°C e 138°C, e o sistema de energia concebido e configurado para operar com um ponto de operação de projeto para a temperatura de, pelo menos, uma fonte de calor e em que, pelo menos, uma fonte de calor é a temperatura entre 115°C e 130°C, é a preferencial. Mais preferencial é quando o sistema de energia é concebido e configurado para funcionar com um ponto de operação de projeto para a temperatura de, pelo menos, uma fonte de calor e em que, pelo menos, uma temperatura entre a fonte de calor é maior do que 100°C e inferior a 115°C.[0077] Preferably, the power system is designed and configured to operate with a design operating point for the temperature of at least one heat source and at least one temperature of the heat source located between 115 ° C and 138 ° C, and the power system designed and configured to operate with a design operating point for the temperature of at least one heat source and at least one heat source is the temperature between 115 ° C and 130 ° C, is the preferred one. Most preferred is when the power system is designed and configured to operate with a design operating point for the temperature of at least one heat source and where at least one temperature between the heat source is greater than than 100 ° C and less than 115 ° C.

[0078] Na disposição preferida, um dissipador de calor está em comunicação com a energia de calor da fonte de calor para fornecer o pedido de calor da fonte de calor, em que o dissipador de calor é capaz de receber energia de calor aplicado externamente. Um motor de calor descarrega todo ou parte de sua energia de calor gasto para o dissipador de calor. Por conseguinte, o motor de calor é uma turbina a vapor, e todo ou parte do calor que sai da turbina a vapor é comunicada para a fonte de calor através da saída de vapor por meio de comunicação de fluido para um vaso de pressão de retorno.[0078] In the preferred arrangement, a heatsink is in communication with the heat energy from the heat source to provide the heat source heat request, wherein the heatsink is capable of receiving externally applied heat energy. A heat engine discharges all or part of its spent heat energy to the heat sink. Therefore, the heat engine is a steam turbine, and all or part of the heat that leaves the steam turbine is communicated to the heat source through the steam outlet via fluid communication to a return pressure vessel. .

[0079] Será apreciado que, em consistência com a temperatura do dissipador de calor no motor de calor que é operado com o motor de calor, está concebido e configurado para funcionar com um ponto de operação de projeto para a temperatura de aquecimento em que a temperatura do calor gasto irradiado está entre 115°C e 141 °C. De preferência, o motor de calor é operado tendo o motor de calor concebido e configurado para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a temperatura em que a temperatura de calor gasto irradiado está entre 115°C e 138°C. Mais preferido é quando o motor de calor é operado tendo o motor de calor concebido e configurado para funcionar com um ponto de operação de projeto para a temperatura de aquecimento em que a temperatura do calor gasto irradiado está entre 115°C e 130°C. Mais preferido é quando o motor de calor é operado tendo o motor de calor concebido e configurado para funcionar com um ponto de operação de projeto para a temperatura de aquecimento em que a temperatura de calor gasto irradiado é maior do que 100°C e inferior a 115°C.[0079] It will be appreciated that, consistent with the temperature of the heat sink in the heat engine that is operated with the heat engine, it is designed and configured to operate with a design operating point for the heating temperature at which the The temperature of the spent heat is between 115 ° C and 141 ° C. Preferably, the heat engine is operated with the heat engine designed and configured to operate at a design operating point for the temperature where the temperature of spent spent heat is between 115 ° C and 138 ° C. Most preferred is when the heat engine is operated with the heat engine designed and configured to operate with a design operating point for the heating temperature where the temperature of the spent heat is between 115 ° C and 130 ° C. Most preferred is when the heat engine is operated with the heat engine designed and configured to operate with a design operating point for the heating temperature where the temperature of spent radiated heat is greater than 100 ° C and less than 115 ° C.

[0080] Na modalidade preferida, um dos processos unitários é a esterilização de cachos de frutos frescos (FFB) por um esterilizador contínuo ou descontínuo sob pressão. Um dispositivo de alívio de pressão é fornecido na turbina a vapor de escape para proteger os equipamentos contra um aumento da pressão de não mais de 25% acima da pressão de operação pre-concebida de que o vapor da turbina de exaustão de vapor.[0080] In the preferred embodiment, one of the unitary processes is the sterilization of clusters of fresh fruits (FFB) by a continuous or discontinuous sterilizer under pressure. A pressure relief device is provided on the exhaust steam turbine to protect equipment against a pressure increase of not more than 25% above the pre-designed operating pressure of the steam from the steam exhaust turbine.

[0081] Além disso, a presente invenção também proporciona um método para o sistema de uma instalação de extração de óleo de palma em bruto que inclui, pelo menos, uma fonte de calor e, pelo menos, um dos meios para se comunicar calor a partir de, pelo menos, uma fonte de calor para um processo em que a energia da unidade requerendo energia de calor operando o método inclui a operação do sistema de energia concebido e configurado para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a temperatura de, pelo menos, uma fonte de calor e em que a fonte de calor é a temperatura entre 115°C e 141°C.[0081] In addition, the present invention also provides a method for the system of a crude palm oil extraction facility that includes at least one heat source and at least one of the means for communicating heat to from at least one heat source to a process in which the unit's energy requiring heat energy operating method includes operating the power system designed and configured to operate at a design operating point at a temperature of at least least a heat source and where the heat source is the temperature between 115 ° C and 141 ° C.

[0082] De preferência, o método inclui a operação do sistema de energia concebido e configurado para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a temperatura de pelo menos uma fonte de calor e em que, pelo menos, uma temperatura da fonte de calor situe-se entre 115°C e 138°C, e o mais preferido método inclui a operação do sistema de energia concebido e configurado para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a temperatura de, pelo menos, uma fonte de calor e em que, pelo menos, uma fonte de calor é a temperatura entre 115°C e 130°C. O método mais preferido inclui a operação do sistema de energia concebido e configurado para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a temperatura de, pelo menos, uma fonte de calor e em que, pelo menos, uma temperatura entre a fonte de calor é maior do que 100°C e inferior a 115°C.[0082] Preferably, the method includes operating the power system designed and configured to operate at a design operating point for the temperature of at least one heat source and where at least one temperature of the heat source is located between 115 ° C and 138 ° C, and the most preferred method includes operating the power system designed and configured to operate at a design operating point for the temperature of at least one heat source and in which, at least one source of heat is the temperature between 115 ° C and 130 ° C. The most preferred method includes operating the power system designed and configured to operate at a design operating point for the temperature of at least one heat source and where at least one temperature between the heat source is higher than 100 ° C and less than 115 ° C.

[0083] No método preferido, um dissipador de calor está em comunicação com a energia de calor da fonte de calor para fornecer o pedido de calor da fonte de calor, e em que o dissipador de calor recebe energia de calor aplicado externamente. O motor de calor descarrega toda ou parte de sua energia de calor gasto para o dissipador de calor. Por conseguinte, o motor de calor é uma turbina a vapor, e em que todo ou uma parte do calor que sai da turbina de vapor comunica com a fonte de calor por meio de comunicação de fluido para um vaso de pressão de retorno.[0083] In the preferred method, a heat sink is in communication with the heat energy from the heat source to supply the heat request from the heat source, and in which the heat sink receives externally applied heat energy. The heat engine discharges all or part of its spent heat energy to the heat sink. Therefore, the heat engine is a steam turbine, and in which all or part of the heat coming out of the steam turbine communicates with the heat source via fluid communication to a return pressure vessel.

[0084] Será apreciado que em relação a temperatura do dissipador de calor, o motor de calor é operado com o motor de calor concebido e configurado para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a temperatura em que o calor é de temperatura entre 115°C e 141 °C. De preferência, o motor de calor funciona com o motor de calor concebido e configurado para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a temperatura em que o calor é de temperatura entre 115°C e 138°C. No modo preferencial, o mecanismo de aquecimento funciona com o motor de calor concebido e configurado para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a temperatura em que o calor é de temperatura entre 115°C e 130°C. No método preferencial, o motor de calor funciona com o motor de calor concebido e configurado para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a temperatura em que o calor é de temperatura maior do que entre 100°C e inferior a 115°C.[0084] It will be appreciated that in relation to the heat sink temperature, the heat engine is operated with the heat engine designed and configured to operate at a design operating point for the temperature at which the heat is between 115 ° C and 141 ° C. Preferably, the heat engine operates with the heat engine designed and configured to operate at a design operating point for the temperature where the heat is between 115 ° C and 138 ° C. In the preferred mode, the heating mechanism works with the heat engine designed and configured to operate at a design operating point for the temperature where the heat is between 115 ° C and 130 ° C. In the preferred method, the heat engine operates with the heat engine designed and configured to operate at a design operating point for the temperature where the heat is at a temperature greater than between 100 ° C and less than 115 ° C.

[0085] Na modalidade preferida, um dos processos unitários é a esterilização de cachos de frutos frescos (FFB) por um esterilizador contínuo ou descontínuo sob pressão esterilizador. Um dispositivo de alívio de pressão fornecido na turbina a vapor de escape protege os equipamentos contra um aumento da pressão de não mais de 25% acima da pressão de operação pre-concebida do vapor de escape de vapor da turbina.[0085] In the preferred modality, one of the unitary processes is the sterilization of clusters of fresh fruits (FFB) by a continuous or discontinuous sterilizer under pressure sterilizer. A pressure relief device provided on the exhaust steam turbine protects the equipment against a pressure increase of no more than 25% above the pre-designed operating pressure of the steam exhaust steam from the turbine.

[0086] Na modalidade preferida, um motor de calor para utilização num arranjo de um sistema de instalação de extração de óleo de palma em bruto o qual fornece o calor que sai gasto para, pelo menos, uma porção das necessidades de aquecimento da instalação de extração do óleo de palma bruto, em que o motor de calor de energia operacional é concebido e configurado para operar em um ponto de operação de projeto para o qual a temperatura de calor gasto é entre 115°C e 141 °C.[0086] In the preferred embodiment, a heat engine for use in an arrangement of a crude palm oil extraction installation system which provides the heat that is spent for at least a portion of the heating needs of the installation. extraction of crude palm oil, in which the operating energy heat engine is designed and configured to operate at a design operating point for which the temperature of heat spent is between 115 ° C and 141 ° C.

[0087] De preferência, o motor de calor está concebido e configurado para funcionar num ponto de funcionamento de projeto para a temperatura de calor gasto em que a temperatura do calor irradiado é entre 115°C e 138°C, e no modo mais preferido, o motor de calor está concebido e configurado para funcionar com um cartão ponto de operação para a temperatura de calor na qual passou-se entre 115°C a 130°C. No método mais preferido, o motor de calor está concebido e configurado para funcionar com um ponto de operação de projeto para a temperatura de aquecimento em que a temperatura gasta de calor irradiado é entre mais do que 100°C e inferior a 115°C.[0087] Preferably, the heat engine is designed and configured to operate at a design operating point for the spent heat temperature where the temperature of the radiated heat is between 115 ° C and 138 ° C, and in the most preferred mode , the heat engine is designed and configured to operate with an operating point card for the heat temperature in which it has passed between 115 ° C to 130 ° C. In the most preferred method, the heat engine is designed and configured to operate with a design operating point for the heating temperature where the temperature spent from radiated heat is between more than 100 ° C and less than 115 ° C.

[0088] Por conseguinte, o motor de calor é turbina de vapor, em que o calor é gasto de estrutura construída descarregada como vapor a uma pressão de operação de criação não maior do que a pressão de saturação correspondente à temperatura do calor gasto da operação de cartão de saída.[0088] Therefore, the heat engine is a steam turbine, in which the heat is spent from the built structure discharged as steam at an operating pressure of creation not greater than the saturation pressure corresponding to the temperature of the heat spent from the operation output card.

[0089] Embora a presente invenção tenha sido descrita como tendo um desenho preferencial, esta pode ser ainda modificada dentro do escopo e do âmbito da presente divulgação. Esta aplicação, portanto, destina-se a cobrir eventuais variações, utilizações ou adaptações da invenção usando os seus princípios gerais. Além disso, esta aplicação destina-se a considerar tais desvios da presente divulgação em relação a prática conhecida na arte à qual este invento pertence.[0089] Although the present invention has been described as having a preferential design, it can still be modified within the scope and scope of the present disclosure. This application, therefore, is intended to cover any variations, uses or adaptations of the invention using its general principles. In addition, this application is intended to consider such deviations from the present disclosure in relation to the practice known in the art to which this invention belongs.

[0090] Embora as formas de realização preferidas da presente invenção tenham sido mostradas e descritas, será óbvio que tais concretizações são fornecidas apenas a título de exemplos. Numerosas variações, alterações e substituições ocorrerão aos peritos na arte sem se afastarem do invento. Deste modo pretende-se que a invenção seja limitada apenas pelo espírito e âmbito das reivindicações anexas.[0090] Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described, it will be obvious that such embodiments are provided by way of example only. Numerous variations, changes and substitutions will occur to those skilled in the art without departing from the invention. In this way it is intended that the invention is limited only by the spirit and scope of the appended claims.

Claims

1. Arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant that includes: a primary heat source configured to provide heat energy in the form of high pressure and temperature steam; a main steam engine configured to receive high temperature steam and pressure from the primary heat source; a return pressure vessel (5) configured to receive heat energy in the form of steam from the main steam engine; at least one unit process of the crude palm oil extraction plant requiring heat energy; and at least one means configured to transmit heat energy from the return pressure vessel as a steam source to the process unit; where the power system is designed and configured to operate at a design operating point for the temperature of the vapor source of the return pressure vessel; characterized by the temperature of the vapor source of the return pressure vessel (5) being between 100 ° C and 141 ° C at the saturation pressure.

2. Arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to claim 1, characterized by including a valve arrangement (7) configured to reduce the pressure and temperature of the steam received from the source of primary heat, where the return pressure vessel (5) is also configured to receive heat energy in the form of steam from the valve arrangement (7).

3. Arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to either of claims 1 or 2, characterized in that the primary steam engine is a steam turbine (2) having all or part of its spent heat energy communicated to the return pressure vessel (5) via the steam outlet of the steam turbine.

4. Arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to claim 3, characterized in that a vapor relief device (9) is provided in the exhaust of the steam turbine (2) to protect any equipment against a pressure increase of no more than 25% above the pre-designated pressure operation of the steam exhaust from the steam turbine (2).

5. Arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to either of claims 3 or 4, characterized in that the steam outlet from the steam turbine (2) is discharged at a pressure not greater that the saturation pressure corresponding to the temperature of the steam outlet.

6. Arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the temperature of the vapor source of the return pressure vessel is between 115 ° C and 141 ° C at saturation pressure.

7. Arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the temperature of the steam source in the return pressure vessel (5) is between 115 ° C and 138 ° C at saturation pressure.

8. Arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the temperature of the steam source in the return pressure vessel (5) is between 115 ° C and 130 ° C at saturation pressure.

9. Arrangement for operating the power system of a crude palm oil extraction plant, according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the steam turbine (2) is designed and configured to operate at an operating point design for steam outlet temperature and where the steam outlet temperature is between 115 ° C and 141 ° C at saturation pressure.

10. Arrangement for operating the power system of a crude palm oil extraction plant, according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the steam turbine (2) is designed and configured to operate at an operating point design for steam outlet temperature and where the steam outlet temperature is between 115 ° C and 138 ° C at saturation pressure.

11. Arrangement for operating the power system of a crude palm oil extraction plant, according to any one of claims 3, 4, 5 or 8, characterized by the steam turbine (2) being designed and configured to operate in a design operating point for steam outlet temperature and where the steam outlet temperature is between 115 ° C and 130 ° C at saturation pressure.

12. Arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to any of claims 6 to 11, characterized in that one of the unitary processes is sterilization of bunches of fresh fruits by a pressurized load sterilizer .

13. Arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the temperature of the vapor source of the return pressure vessel (5) is greater than 100 ° C and less than 115 ° C at saturation pressure.

14. Arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to any one of claims 3, 4, 5 or 13, characterized by the steam turbine (2) being designed and configured to operate the an operating point designed for steam outlet temperature and where the steam outlet temperature is greater than 100 ° C and less than 115 ° C at saturation pressure.

15. Arrangement for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to any one of claims 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13 or 14, characterized in that one of the unit processes is the sterilization of clusters of fresh fruits by a continuous sterilizer.

16. Method for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant that includes: providing heat energy in the form of high pressure steam and temperature through the primary heat source; reduce the pressure and temperature of the steam provided by the primary heat source with the main steam engine; providing a return pressure vessel (5) with heat energy in the form of a steam outlet from the main steam engine; and transmitting heat energy from the return pressure vessel (5) as a steam source to a unitary process; where the method includes the operation of the power system designed and configured to operate at an operating point designed for the temperature of the vapor source of the return pressure vessel (5); characterized by the temperature of the steam source of the return pressure vessel (5) being between 100 ° C and 141 ° C at saturation pressure.

17. Method for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to claim 16, characterized by the step of reducing the pressure and temperature of the steam provided by the primary heat source also using a valve arrangement (7) reducing the pressure and temperature of the steam received from the primary heat source.

18. Method for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to any of claims 16 or 17, characterized in that the main steam engine is a steam turbine having all or part of its energy Expended heat communicated to the return pressure vessel (5) by receiving the steam output from the steam turbine (2).

19. Method for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to claim 18, characterized by a pressure relief device (9) provided in the exhaust of the steam turbine (2) to protect any equipment against a pressure increase of no more than 25% above the pre-designed operating pressure of the steam turbine exhaust.

20. Method for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to either of claims 18 or 19, characterized in that the steam outlet from the turbine (2) is discharged at a pressure no greater than saturation pressure corresponding to the temperature of the steam outlet.

21. Method for operating the power system of a crude palm oil extraction plant according to any one of claims 16 to 20, characterized in that the temperature of the steam source of the return pressure vessel (5) is between 115 ° C and 141 ° C at saturation pressure.

22. Method for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant according to any one of claims 16 to 20, characterized in that the temperature of the steam source of the return pressure vessel (5) is between 115 ° C and 138 ° C at saturation pressure.

23. Method for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant according to any one of claims 16 to 20, characterized in that the temperature of the vapor source of the return pressure vessel is between 115 ° C and 130 ° C at saturation pressure.

24. Method for operating the power system of a crude palm oil extraction plant, according to any one of claims 18 to 21, characterized in that the steam turbine is operated with the steam turbine designed and configured to operate in a operating point designed for steam outlet temperature and where the steam outlet temperature is between 115 ° C and 141 ° C at saturation pressure.

25. Method for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to any one of claims 18, 19, 20 or 22, characterized in that the steam turbine is operated with the steam turbine designed and configured to operate at an operating point designed for steam outlet temperature and where the steam outlet temperature is between 115 ° C and 138 ° C at saturation pressure.

26. Method for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to any one of claims 18, 19, 20 or 23, characterized in that the steam turbine is operated with the steam turbine designed and configured to operate at an operating point designed for steam outlet temperature and where the steam outlet temperature is between 115 ° C and 130 ° C at saturation pressure.

27. Method for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to any one of claims 21 to 26, characterized in that one of the unit processes is the sterilization of bunches of fresh fruits by a load sterilizer pressurized.

28. Method for operating the power system of a crude palm oil extraction plant according to any one of claims 16 to 20, characterized in that the temperature of the vapor source of the return pressure vessel is greater than 100 ° C and less than 115 ° C in the saturation pressure.

29. Method for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant, according to any one of claims 18, 19, 20 or 28, characterized in that the steam turbine is operated with the steam turbine designed and configured to operate at an operating point designed for steam outlet temperature and where the steam outlet temperature is greater than 100 ° C and less than 115 ° C at saturation pressure.

30. Method for operating the energy system of a crude palm oil extraction plant according to any one of claims 21, 22, 23, 24, 25, 26, 28 or 29, characterized in that one of the unit processes is the sterilization of clusters of fresh fruits by a continuous sterilizer.