Reúso óptimo del calor de desecho de los procesos industriales

Abstract

In this thesis, optimization models for energy integration of industrial processes that consider the recovery of waste heat through organic Rankine cycles, and absorption refrigeration cycles were developed. These models consider the thermal integration of the thermodynamic cycles for a single process or multiple processes; of this way, an eco-industrial park is obtained, where energy integration between the participating industries is allowed. To this purpose, new superstructures and their corresponding optimization mathematical models are proposed, which include various objective functions such as economic, environmental and social. Therefore, optimization models are solved as multi- objective mixed integer nonlinear programming problems that consider simultaneously the configuration and operating optimum conditions of the systems involved. The proposed models were applied to several case studies where the techno-economic and environmental advantages are shown.

En esta tesis se desarrollaron modelos de optimización para la integración energética de procesos industriales considerando la recuperación del calor residual a través de ciclos de refrigeración por absorción y ciclos Rankine orgánico. Se estudia tanto la integración térmica de los ciclos termodinámicos con un solo proceso, así? como con múltiples procesos; dando lugar a un parque eco- industrial, donde además, se contempla la integración energética entre las industrias participantes. Para tal efecto, se proponen nuevas superestructuras así? como sus correspondientes modelos matemáticos de optimización, los cuales incluyen diversas funciones objetivo, como económico, ambiental y social. Por tal motivo, los modelos de optimización se resuelven como problemas de optimización multi-objetivos mixto enteros no lineales, que consideran simultáneamente la configuración y las condiciones de operación óptimas de los sistemas bajo estudio. Los modelos propuestos fueron aplicados a varios casos de estudio donde se muestran las ventajas te?cnico-econo?micas y ambientales.