Área do conhecimento: Engenharias Modelagem de gaseificador para produção de hidrogênio à partir do bagaço de cana-de-açúcar D. A. Cassiano, A. J. A. de Castro Centro de Células a Combustível e Hidrogênio Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN São Paulo – SP - Brasil Introdução Um dos gargalos do desenvolvimento de tecnologia de células a combustível é a redução do custo dos processos de produção de hidrogênio. Como alternativa propõe-se a obtenção de H2 à partir da gaseificação de resíduos abundantes e de baixo custo, como o bagaço de cana-de-açúcar. No presente trabalho é efetuada a modelagem de um gaseificador alimentado com bagaço, vapor d’água e ar, utilizando o software Aspen R Plus para avaliação das condições operacionais deste processo. Metodologia Resultados O modelo do processo de gaseificação é efetuada Para as alimentações constantes de 39 kg/h de bagaço (298 K e 700 mmHg) e 16 kg/h de em etapas distintas: a) primeiro efetua-se a decomposição do bagaço conforme sua composição obtida em proximate analysis e ultimate analysis. vapor (655 K e 700 mmHg), efetuou-se uma análise de sensibilidade do sistema variando-se a alimentação de ar (298 K e 700 mmHg): b) a composição dos produtos da reação é então Fração molar de hidrogênio base seca em função do fluxo de ar 10 obtida pela minimização da energia livre de 8 6 xH2 Gibbs do sistema. 4 2 As propriedades do sistema são estimadas pelo 0 70 140 método de Redlich-Kwong-Soave, com exceção 210 280 fluxo de ar (kg/h) Fluxo de hidrogênio em função do fluxo de ar do bagaço (sólido “não-convencional”). Assim, os são estimados pelas seguintes correlações: 1,2 Fluxo de H2 (kg/h) valores de sua densidade e calor de combustão 1,4 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 70 280 Temperatura em função do fluxo de ar 1900 Calor de combustão: h 1 WMM h d C t 210 fluxo de ar (kg/h) dm C t temperatura (K) Densidade: 1 wi i 140 5400Wsp,t 1600 1300 1000 70 140 210 280 fluxo de ar (kg/h) Conclusões Da análise de sensibilidade percebe-se que em torno de 1350 K inicia-se o consumo do H2 gerado. A melhor condição de obtenção de H2 (0,03 kg H2/kg bagaço) ocorre para a proporção em massa de alimentação de 4:1 de ar em relação ao bagaço.