Avaliação do potencial energético de Eucalyptus spp. em gaseificador do tipo contracorrente

Abstract

Este trabalho objetivou avaliar o potencial de geração de energia elétrica do gás produzido pela gaseificação de eucalipto. Três espécies foram utilizadas: E. urophylla, E. grandis e E urograndis. O reator utilizado foi do tipo leito fixo contracorrente (updraft), utilizando ar como agente de gaseificação. As caracterizações em termos de poder calorífico superior, composição imediata e elementar foram realizadas a fim de comparar os dados obtidos com os da literatura e verificar se os modelos de predição do poder calorífico superior da biomassa eram condizentes com a realidade, uma vez que de todas as propriedades essa é a mais importante para efeitos de processo. Também foi avaliada a densidade dos materiais a serem gaseificados. A qualidade do gás foi avaliada através de cromatografia gasosa (CG/DCT), quantificando-se as concentrações de H2, CO e CO2. As análises dos resultados das caracterizações das três espécies mostraram que a espécie E. urograndis possui um poder calorífico superior menor, um teor de cinzas maior e um teor de hidrogênio maior que as demais espécies. As demais propriedades foram classificadas como estatisticamente não diferentes entre as espécies estudas. Assim espera-se não haver diferença significativa na produção de alcatrões durante a gaseificação das três biomassas devido ao teor semelhante de voláteis, além de uma qualidade de gás também muito semelhante devido à semelhança no teor de carbono fixo e na razão C/H das espécies. Um menor rendimento de gás da espécie E. urograndis em relação as demais. Embora tenham sido observadas algumas diferenças estatisticamente significativas entre algumas das propriedades das espécies estudadas, nenhuma diferença chegou a influenciar a níveis perceptíveis a qualidade o gás produzido. Isso se deve, não somente à semelhança das espécies, mas também à robustez do reator de leito fixo e ao método de análise dos gases, que consegue apenas retirar amostras pontuais. O gás produzido mostrou qualidade semelhante à encontrada na literatura para o gás proveniente da gaseificação em leito fixo para biomassa e seu poder calorífico superior é estimado entre 4 – 6 MJ/Nm³. Assim, sua viabilidade técnica na geração de energia elétrica foi demonstrada. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

This work aimed to evaluate the power production potential of syngas produced through the eucalyptus gasification. Three species were used: E. urophylla, E. grandis and E urograndis. The gasifier was an updraft reactor with air as gasifier agent. Characterization of high heat value, proximate analysis and ultimate analysis of all species were performed and results compared to literature data and predicting models of high heat value of biomass, since it’s the most important parameter to any thermochemical processes. Also all species materials that were gasified had its density determined. The quality of syngas was determined by gas chromatography (GC/TCD) in terms of concentration of H2, CO and CO2. Analysis of characterization data showed that E. urograndis has a lower high heat value, higher ash content and lower hydrogen content than the other species. The other properties have been considered statistically non different between all species studied. Therefore no significant difference is expected in the yield of tars due to the close volatile content. Also no significant difference is expected in the quality of the syngas due to the close relation C/H and fixed carbon content of studied species. A lower yield of syngas can occur during the gasification of E. urograndis due to its lower high heat value. Although some statistical differences have been observed between species properties, none had notable influence in the syngas quality not only because of the little difference between the species, but also because of the gasifier’s robustly and syngas analysis method that was able to analyze only punctually and timely spaced samples of the process. The syngas quality was similar to literature’s data for biomass gasification in fixed bed gasifier and its high heat value is estimated to be between 4 – 6 MJ/Nm³. And its technical viability for power production was proved.