Simulação computacional de gaseificação de madeira de pequeno prte empregando um gaseificador downdraft

Abstract

Na atualidade, estão sendo desenvolvidas diversas tecnologia que aproveitam os recursos renováveis com a finalidade de gerar energia e diminuir emissão de poluentes ao meio ambiente. Entre essas tecnologia podemos citar a gaseificação, composta de métodos de conversão da biomassa em um gás combustível pobre. Nese caso, a biomassa deve ser gaseificada e condicionada para produzir gás de síntese que pode acionar um motor de combustão interna (MCI). A utilização do processo de gaseificação integrado a um MCI é uma opção atraente para emprego em comunidades isoladas, visto que oferece a possibilidade de obter calor por recuperação (água quente) e energia elétrica no conjunto motor/gerador de forma independente. Este trabalho tem como objetivo avaliar tecnicamente, economicamente e ecologicamente um gaseificador de biomassa tipo downdraft, integrado a um sistema de geração de energia em pequeno porte, através do desenvolvimento de um software na plataforma Delphi. O estudo permite conhecer através do balanço de energia, os parâmetros energéticos envolvidos em cada volume de controle considerado no estudo (Gaseificador, Trocador de Calor, Motor de Combustão Interna). A análise econômica considera todos os custos fixos e variáveis envolvidos para a geração de eletricidade no conjunto motor/gerador de 5 kWe acionado por gás de síntese e os investimentos capitais em cada equipamento do sistema (gaseificador, conjunto motor/gerador e trocador de calor). Os cálculos permitem determinar os custos de geração de gás de síntese, água quente e eletricidade, e também a receita anual esperada. A análise ecológica consideraos fatores de emissões obtidos pela combustão do gás de síntese no MCI. Estes fatores foram comparados considerando a combustão da gasolina, do diesel e do biodiesel, permitindo analisar se o sistema de gaseificação de biomassa integrado a um MCI é ecologicamente viável.

Nowadays, as result new systems in more efficient technological versions have beem developed for minimize pollutant emissions as wood gasification. Biomass gasification consisting of conversion methods of the biomass into poor fuel gas (syngas), in this case a syngas is used in internal combustion engine (ICE) for electrical produce. The use of biomass gasification associated into ICE makes the systems attractive for used in isolated communities because allows to independently. The aim of this work is made software to allow technical, economical and ecological studies of a owndraft gasifier integratedinto ICE. The technical study allows know alls parameters involve in which considered volume control (Gasifier, Heat Exchager, ICE). The economical study allows know eletricity cost production, syngas cost production, hot water cost production and expected annual saving considering alls fix cost involve to electrical generation in ICE. The ecological study depends on the environmental impact caused by CO2 SO2 NOx and particulate material (PM) emissions. The emissions factors obtained from syngas burn in internal combustion engines is compare to emissions factors obtained from gasoline burn, biodiesel, natural gas burn and diesel burn, allowing analyze ecological feasibility of gasifier/ice system.