Análise técnica econômica de um gaseificador de biomassa de 100 kg/h para acionamento de um motor de combustão interna

Abstract

Após as crises do petróleo de 1973 e de 1979, notou-se um efeito nocivo dos elevados custos e contínuo aumento dos preços do petróleo, razão pela qual aumentou o interesse pelas fontes de energias renováveis, amplamente disponíveis nos países em desenvolvimento. Em todo o mundo, tornaram-se objetivos prioritários de se economizar energia e buscar tecnologias racionais, levando-se sempre em consideração os efeitos relacionados ao meio ambiente. Por outro lado, a escassez iminente dos combustíveis fósseis tem exigido da humanidade o uso racional de energia primária e como conseqüência, novas plantas em versões tecnológicas mais desenvolvidas têm sido concebidas visando sempre o aumento da eficiência energética. Neste contexto, destacam-se as tecnologias de gaseificação de madeira, que consistem em técnicas de conversão da biomassa em gás combustível. O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento e a demonstração de uma metodologia de dimensionamento de um gaseificador de leito fixo tipo Downdraft para uma alimentação de 100 kg/h de biomassa lignocelulósica. Avalia-se e escolhe-se os diversos equipamentos e acessórios necessários para a limpeza e acondicionamento do gás combustível para a alimentação de um motor de combustão interna. A análise técnica inclui além dos parâmetros construtivos específicos do gaseificador, o balanço de massa, de energia, e a determinação das eficiências, tanto para a eficiência a frio como para a eficiência a quente do gaseificador. A análise econômica inclui uma avaliação e obtenção dos custos tanto do gaseificador como do Motor de Combustão Interna acoplado, os custos dos equipamentos e acessórios da zona de gaseificação, os custos operacionais e os custos da instalação e amortização do projeto.

After the oil crisis of 1973 and 1979, an effect of the increase costs and continuously increment of the oil prices was noted. For this reason, the interest for renewable energies sources widely available in developing countries was increased. The governments have formulated main objectives for energy savings and search for friendly technologies, taking into account the effects related with the environment. The new plants with improved technology have been conceived always taking into account energy savings and efficiency improvement. In this context, biomass gasification technologies are important, since they consist in techniques of parallel production of electricity and heat from just one fuel. The main objective of this work is to develop and to demonstrate a scale up methodology for the construction of a bed fix downdraft gasifier with a 100 kg/h supply using as raw material lignocelulosic biomass. It will be evaluated and analytically chosen the necessary accessories and equipments for the cleaning and preparation of the biomass fuel gas, then this gas will be used in a internal combustion engine. The technical analysis includes in addition to the constructive specifics parameters, the balance of mass, balance of energy and determination of the efficiencies for thermal generation and power generation (hot efficiencies or cold efficiencies, respectively. The economic analysis includes cost evaluation of the gasifier, internal combustion engine, equipment and accessories of the gasification zone, operational and installation and amortization of the project.