Potencial energético da gaseificação de resíduos da produção de café e eucalipto

Abstract

Este trabalho apresenta resultados do estudo relacionado à produção de gás de síntese a partir da gaseificação de resíduos da produção madeireira e cafeeira. Dados da composição química dos resíduos foram analisados e todos os resíduos estudados mostraram grande potencial para produção de energia no Brasil, com potencial energético total superior a 123 PJ/Ano. Os resíduos da produção madeireira (sob a forma de cavacos) e os resíduos da produção cafeeira (sob a forma de palha e lenha) foram submetidos ao processo de gaseificação, em gaseificador comercial de fluxo concorrente, sendo o ar o agente de gaseificação. A composição do gás de síntese foi monitorada em um analisador de gases de gaseificação quanto à concentração volumétrica (%) de CO, CO2, CH4 e H2, e poder calorífico (MJ/m3). Também foram analisados os dados referentes às propriedades do agente gaseificante, temperatura das zonas de redução e combustão, pressão de operação do gaseificador e consumo de biomassa, para cada resíduo gaseificado. Observou-se que cada resíduo apresentou um gás de síntese com composição distinta, sendo o gás de síntese da palha de café, aquele com o maior poder calorífico (7,76 MJ/m3) com predôminância de metano (14,77%), e o gás de síntese da lenha de cafeeiro com o menor poder calorífico (5,45 MJ/m3), com predominância de monóxido de carbono (14,03%). A gaseificação dos cavacos de eucalipto apresentou um poder calorífico médio de (6,60 MJ/m3), com predominância de monóxido de carbono (19,02%), composição regular durante o teste, e melhor desempenho operacional entre as biomassas. As eficiência de conversão de massa e energia foram satisfatórias, sugerindo todos os resíduos estudados como sendo fonte de energia viável para o processo de gaseificação.

This work presents data and studies related to the production of syngas from gasification of residues from coffee and wood production processes. Chemical composition data from residues were gathered and all showed great potential for energy production in Brazil, with energetic potential value superior to 15.5 PJ per year. Residues from wood process (in the form of chips) and residues of coffee production (in the form of husk and wood) were submitted to gasification process, in a downdraft commercial gasifier, being air as gasification agent. The syngas composition was monitored in a syngas analyser as the concentration v.b.(%) of CO, CO2, CH4 and H2, and heating value (MJ/m3). It was also analyzed the data regarding gasification agent properties, temperature of reduction and combustion zones, gasifier pressure and fuel consumption rate, for each residue gasified. It was observed that each residue produced a syngas with different compositions, being the syngas from coffee husk with the highest heating value (7.76 MJ/m3) with predominance of methane (14.77%), and the syngas from coffee wood with the lowest heating value (5.45 MJ/m3) with predominance of carbon monoxide(14.03%). The gasification of eucaliptus chips showed an average heating value of (6.60 MJ/m3), with predominance of carbon monoxide (19.02%), regular chemical composition during test period and best operational performance among residues. The efficiency of mass and energy conversion was in accordance with others studies, suggesting all residues studied as viable energy sources for gasification processes.