Estudo experimental da gaseificação do eucalipto em gaseificador co-corrente de duplo estágio com ar, vapor saturado e oxigênio para produção de gás de síntese

Abstract

O objetivo deste estudo foi avaliar o processo de gaseificação de biomassa por meio de diferentes fluidos de gaseificação. Foi utilizada uma planta piloto de gaseificação de biomassa alimentada por eucalipto existente nos laboratórios do NEST/UNIFEI. Foram considerados dois fluidos de gaseificação, misturas de ar + vapor e vapor + oxigênio. A planta de gaseificação foi equipada com uma unidade de caldeira a vapor e cilindros de oxigênio. Para a avaliação do processo de gaseificação do ponto de vista da melhoria da qualidade do gás de síntese foram utilizadas diferentes concentrações de vapor e oxigénio. A operação do gaseificador usando misturas de ar + vapor e vapor + oxigênio como fluidos de fluidização foram realizados para um intervalo de ER de 0,30 a 0,40 e uma SBR de 0,4 a 1,0. Para cada caso, foi analisada a composição, o poder calorífico e o teor de alcatrão e particulado do gás. A condição operacional que apresentou melhor resultado para ambos agentes de gaseificação foi para uma ER de 0,35 e SBR de 0,4, a mesma condição onde se obteve a máxima eficiência do reator utilizando ar como fluido de gaseificação. O poder calorífico do gás quando se utilizou misturas de ar + vapor foi de 3,50 - 5,11 MJ/Nm³, e para misturas de vapor + oxigênio foi de 6,91-8,48 MJ/Nm³. O teor de hidrogênio quando se utiliza vapor + ar misturas variou entre 16,0% - 21,63% e com a utilização da mistura de vapor + oxigênio foi de 27,43% - 35,94%. A razão H2/CO utilizando ar + vapor e vapor+ oxigênio variou entre 1,50-2,49, e 1,12-1,88, respectivamente. Foram calculados os balanços de massa e energia para as condições operacionais consideradas, utilizando misturas ar + vapor e vapor + oxigênio. Os resultados do balanço de massa utilizando mistura ar+ vapor apresenta um rendimento entre 1,95 e 2,58kg gás/kg biomassa, e para a mistura vapor+ oxigênio entre 1,17 e 1,32 kg gás/kg biomassa. A gaseificação utilizando mistura ar + vapor apresentou uma eficiência média 44,8% e para vapor + oxigênio uma eficiência média de 73%.