Gaseificação Térmica de Biomassa
Paulo S.D. Brito(1), Anabela Oliveira(1), Luiz Rodrigues(1) ,Luís Calado(1)
(1) C3i
– Centro Interdisciplinar de Investigação e Inovação, Instituto Politécnico de Portalegre, Apartado 148, 7300-901 Portalegre, Portugal – Projeto 0406_ALTERCEXA_II_4_E
Síntese
Central Piloto de Biomassa
O uso de fontes renováveis ​de energia está a tornar-se cada vez mais necessário, se quisermos
alcançar as mudanças necessárias para enfrentar os impactes do aquecimento global. A
biomassa é a forma mais comum de energia renovável, e é amplamente utilizada em países em
vias de desenvolvimento, e mais recentemente, é olhada de outra forma pelos países
desenvolvidos.
A gaseificação térmica destina-se à conversão de combustíveis sólidos em combustíveis
gasosos, através da oxidação parcial de biomassa a altas temperaturas, próximo dos 800º C.
O gás produzido contém concentrações consideráveis de hidrogénio, monóxido de carbono e
metano, gases responsáveis pelo aumento da energia química do gás.
O gás produzido pode ser utilizado como uma matéria-prima (syngas) na produção de produtos
químicos (metanol, por exemplo) , pode também ser queimado directamente ou usado como
combustível para motores a gás.
Os ensaios à biomassa são realizados
na Central Piloto de Biomassa, instalada
no Parque Industrial de Portalegre.
Análises à Biomassa
A central é baseada na tecnologia de
leito fluidizado, com capacidade de
processamento de aproximadamente
100 kg / h, e opera entre 750ºC e 850 º
C.
Previamente aos ensaios na Central Piloto de Biomassa, serão realizados, no Laboratório de
Química da Escola Superior de Tecnologia e Gestão, várias análises à biomassa. Os resultados
das análises irão permitir ter uma ideia da quantidade de biomassa que se pode admitir por hora
e da forma como todo o processo de gaseificação se irá realizar.
Fig. 5 – Central Piloto de Biomassa.
As análises laboratoriais são:
•
Humidade - teor em humidade da amostra;
Biomasses
% Humidity
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0
Type of sample
Pinheiro
Salgueiro
Fig.1 – Balança OHAUS MB200
•
Choupo
Eucalipto
Cana
Azinheira
Oliveira
Carvalho
Salgueiro Chorão
Giesta
Sobreiro
Vinha
Graf.1 – Resultado dos ensaios de Humidade.
Análise Elementar – determinação da composição da biomassa no que respeita à
percentagem carbono, hidrogénio, azoto e enxofre;
Elemental Composition, %
Biomasses
70
60
50
Gaseificação
de Biomassa
Arrefecimento
do Gás
Limpeza do
Gás
Combustão
do Gás
Fig. 6 – Funcionamento da Central.
Análise do Gás
No Laboratório de Química o gás é analisado através de cromatografia gasosa. O gás
produzido e analisado apresenta um poder calorífico entre 3 e 5 MJ / kg
Os alcatrões recolhidos durante o ensaio também serão analisados por cromatografia
gasosa.
40
30
20
10
0
% Nitrogen
Pinheiro
Choupo
Salgueiro
Eucalipto
Pellets
Borra de café
% Carbon
Cana
Azinheira
Miscanthus
Fig.2 – Analisador elementar Flash 2000 Thermo Unicam
Elementar.
•
Alimentação
de biomassa
% Hydrogen
Oliveira
Salgueiro Chorão
Carvalho
Giesta
Serradura
Carvão
% Sulfur
Sobreiro
Vinha
Graf.2 – Resultado dos ensaios de Análise
a)
b)
Fig. 7 – Análise do gás de Síntese
- a) Cromatografo Gasoso e b)
Saco da amostra de gás de
síntese.
Poder Calorífico – quantidade energética que a biomassa contém;
Biomasses
7000
Tabela 1 – Tabela contendo todos
os parâmetros relativos ao
ensaio da biomassa e posterior
análise e tratamento dos dados
ao biogás.
LHV (Kcal)
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Type of sample
Cana
Sobreiro
Giesta
Fig.3 – Calorímetro IKA C200
Choupo
Azinheira
Vinha
Pinheiro
Eucalipto
Casca café
Oliveira
Salgueiro
Pellets
Salgueiro Chorão
Carvalho
Carvão
Graf.3 – Resultado dos ensaios ao Poder Calorífico das Diferentes Biomassas.
• Análise Gravimétrica Térmica – determinação da humidade, carbono e cinzas.
Conclusão
•Aumentar a auto-suficiência energética
As energias renováveis ​são recursos energéticos endógenos e podem desempenhar um
papel chave na redução da dependência da energia importada.
•O desenvolvimento regional e a criação de emprego
Fontes renováveis ​de energia são elementos importantes no desenvolvimento regional e na
criação de emprego, especialmente em áreas rurais, que muitas vezes sofrem elevada taxa
de desemprego.
Fig.4 – Analisador Gravimétrico Térmico PerkinElmer STA 6000
relativos à cascaria do café.
Graf.4 - Resultado dos ensaios de TGA
•Melhorar a competitividade
As energias renováveis ​são cada vez mais competitivas comparada com as energias ditas
convencionais. Porque quase dois terços da energia de fontes renováveis provêm da
biomassa, incluindo alguns resíduos.