Simulação da produção e combustão de gás de síntese oriundo de gaseificadores de leite fixo

Abstract

O objetivo do presente trabalho é desenvolver e comparar quatro modelos, baseados em conceitos de equilíbrio termoquímico, para predizer a composição do gás de síntese de biomassa obtido de gaseificadores de corrente descendente e de corrente ascendente. Assim, também é objetivo do presente trabalho o desenvolvimento de um modelo para determinar a temperatura e a composição do gás produto da combustão de gás de síntese, à pressão e volume constantes. Um dos modelos desenvolvidos para determinar a composição do gás de síntese (M4) leva em conta o carbono não convertido em estado sólido. Os modelos M2 e M3 foram desenvolvidos considerando diferentes reações de equilíbrio, que envolvem o metano. Como uma tentativa para melhorar a aproximação com dados experimentais, a equação de conservação da energia foi corrigida para os modelos M2, M3 e M4, considerando um método diferente para determinar o valor da entalpia de formação da biomassa. Para o modelo M1, a entalpia de formação da biomassa foi determinada aplicando a definição do PCS. Todos os modelos de equilíbrio para a gaseificação foram testados com dados experimentais de gaseificação de biomassa em gaseificadores de corrente descendente tomados de quatro trabalho diferentes, e com dados de gaseificadores de corrente ascendente de dois trabalhos diferentes. Foram considerados diferentes tipos de biomassa, como madeira, pó de serragem, madeira de seringueira, madeira peletizada e lodo de esgoto peletizado

The goal of the present work is to develop and compare four models, based on thermochemical equilibrium concepts, to predict the composition of synthesis gas obtained from biomass downdraft and updraft gasifiers. Also was a goal of the present work to develop a model to determine the temperature and composition of the product gas originated from the synthesis gas combustion, at constant pressure and at constant volume. One of the models developed to determine the synthesis gas composition (M4) takes into account unconverted carbon in solid state. Models M2 and M3 were created considering different equilibrium reactions, involving methane. In order to improve model accuracy, the energy balance equation was corrected, for models M2, M3 and M4, by considering a different method to calculate the formation enthalpy of biomass. For model M1 the formation enthalpy of biomass was evaluated applying the definition of HHV. All equilibrium gasification models were tested against experimental data of biomass downdraft gasifiers reported in four different works, and experimental data of biomass updraft gasifiers reported in two different works. Different biomass materials, like wood, sawdust, rubber wood, pelletized softwood and pelletized sewage sludge were considered