VAPOR D'ÁGUA COMO AGENTE GASEIFICANTE DO CARVÃO MINERAL DE CANDIOTA

  • Andrielly de Oliveira Brito
  • Victor Antonio Costa Dambros
  • Bruno Melo da Luz
  • Roberto Vágner da Silva Gonçalves
  • Ana Rosa Costa Muniz
  • Marcílio Machado Morais
Rótulo Gaseificação, boiler, estado, estacionário, fluidização, syngas

Resumo

A gaseificação é o nome dado para a mudança termoquímica de um material carbonáceo sólido ou líquido, para a formação de gases combustíveis, o chamado gás de síntese ou syngas. Esse gás contém em sua composição CO2 (Dióxido de Carbono), CH4 (Metano), H2 (Hidrogênio), H2O (Água) e CO (Monóxido de Carbono), além de gases inertes, outros hidrocarbonetos e até mesmo vários contaminantes, entre eles o alcatrão e a formação de um composto ácido o H2S (Sulfeto de Hidrogênio). A composição desses gases também irá depender das variáveis que influenciam na operação do gaseificador sendo elas, a temperatura, pressão, tempo de residência e a individualidade da matéria-prima. Esse trabalho tem como principal interesse a formação de CH4 e H2. O primeiro é conhecido como um gás natural, do qual tem como principal aplicação combustível veicular, já o segundo, como fonte de produção de fertilizantes. O presente projeto tem como objetivo geral adicionar vapor dágua saturado diretamente na região de fluidização do gaseificador, com o propósito de promover as reações de gaseificação denominadas de metanação e de reforma a vapor do monóxido de carbono e do metano, visando a produção de CH4 e H2. Para a introdução de vapor dágua foi projetado um boiler que foi conectado ao gaseificador de leito fluidizado borbulhante, em escala piloto, localizado no Laboratório de Energia e Carboquímica (LEC), situado na Universidade Federal do Pampa, campus Bagé-RS, no qual a gaseificação é feita com o carvão mineral que é proveniente da maior jazida do País, localizada no município de Candiota-RS. O projeto proposto consistiu num boiler contendo uma capacidade de quatro litros para operar de forma contínua, com as seguintes partes componentes: uma mangueira flexível de alumínio, com uma extremidade possuindo um niple acoplado na tampa do boiler e na extremidade oposta, um outro niple conectado diretamente a uma serpentina de cobre, interna ao gaseificador e situada na região onde devem ocorrer as reações de gaseificação. Ambos, boiler e a mangueira, são isolados termicamente, por meio de fita de amianto e manta de lã de vidro, para diminuir a perda de calor para o meio externo. Este boiler é aquecido por uma chapa elétrica que fornece uma potência nominal constante de 2000W. A vazão volumétrica média de vapor dágua foi medida no valor de 0,35 L/h. O boiler foi testado durante uma reação de gaseificação mostrando-se que foi possível manter o leito em regime de fluidização borbulhante com a adição de vapor dágua saturado a pressão atmosférica. O sistema foi mantido em estado estacionário durante uma hora e onze minutos, numa temperatura de reação de 850°C. Em trabalhos prévios de adição direta de água ao sistema, foi proposto adicionar vapor dágua ao gaseificador no silo de alimentação de carvão mineral e adição de água líquida, no reator a alta temperatura, com vazão controlada através de uma bomba peristáltica, porém, em nenhum dos casos foi possível atingir o estado estacionário. No primeiro caso não foi possível manter uma vazão de alimentação contínua de carvão, devido a formação de lama no parafuso transportador de carvão e no segundo caso, ocorreu a perda de fluidização do leito com o decorrer do tempo. Portanto, foi possível manter o leito em regime de fluidização borbulhante e em estado estacionário com o sistema proposto de injeção de vapor dágua. Com esse desenvolvimento pretende-se realizar estudos de gaseificação, com o intuito principal de aumentar as quantidades de metano e hidrogênio produzidos. Com o estudo realizado e com o objetivo concluído, a próxima etapa será a coleta e análise de syngas, para verificação do efeito da adição de vapor dágua saturado sobre a produção de hidrogênio e metano.

Downloads

Não há dados estatísticos.
Publicado
2021-11-16
Como Citar
DE OLIVEIRA BRITO, A.; ANTONIO COSTA DAMBROS, V.; MELO DA LUZ, B.; VÁGNER DA SILVA GONÇALVES, R.; ROSA COSTA MUNIZ, A.; MACHADO MORAIS, M. VAPOR D’ÁGUA COMO AGENTE GASEIFICANTE DO CARVÃO MINERAL DE CANDIOTA. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 13, n. 3, 16 nov. 2021.