Simulação da Cogaseificação de Carvão Mineral e Casca de Arroz para a Produção de Hidrogênio

Steffany Rincon Peters¹; Ricardo Zottis¹; Rodolfo Rodrigues¹; Ana Rosa Costa Muniz²

¹ Universidade Federal do Pampa - Unipampa; ² Unipampa

Baixar PDF doi:10.20906/CPS/CBCM2017-0120

Resumo

O Rio Grande do Sul possui a maior jazida de carvão mineral do país, localizada no município de Candiota. Devido aos impactos socioambientais atrelados à queima direta deste combustível fóssil, intensificaram-se os estudos de aplicação da biomassa como fonte energética. A casca de arroz é uma biomassa e um resíduo agroindustrial abundante no Rio Grande do Sul, maior produtor nacional de arroz. Atualmente, uma das rotas mais importantes do uso mais limpo desses combustíveis é a gaseificação. Este é um processo que permite a obtenção de gás de síntese (syngas) utilizado para a produção de hidrogênio e produtos da indústria química. A gaseificação, permite a diminuição de impactos ambientais, já que são possíveis a redução e a captura de poluentes presentes no syngas. Além disso possibilita o processo de cogaseificação, o qual reduz as emissões de CO2, NOx e SOx, pois envolve o coprocessamento de uma mistura de dois materiais carbonosos (biomassa e combustível fóssil). Normalmente, para cogaseificação utilizam-se gaseificadores de leito fluidizado, que trabalham com faixas de temperatura de 700 a 900°C e uma vazão de alimentação de 1 a 30 t/h. O uso do hidrogênio como combustível apresenta impacto bastante reduzido e possui quantidades significativas de energia. Neste contexto, através do simulador computacional de processos industriais UniSim® Design, o presente trabalho propôs analisar os parâmetros de operação do processo de cogaseificação de carvão e casca de arroz: razão entre combustíveis da mistura e os agentes de gaseificação, para assim, obter um gás apropriado para a produção de hidrogênio. O gaseificador de leito fluidizado foi representado por um reator de Gibbs. Para a análise foi fixada a vazão mássica total de combustíveis de 25 t/h, sendo 75% de carvão e 25% em casca de arroz. Com a simulação, notou-se à influência da razão de equivalência, na qual, quanto maior este valor maior será a temperatura do syngas. A faixa de temperatura de 700 a 900°C foi obtida com a razão de equivalência entre 0,21 a 0,

Palavras-chave: Cogaseificação; Carvão mineral; Casca de arroz; UniSim® Design; Hidrogênio