Proposta de um sistema autônomo para uma comunidade não-interligada baseado em gaseificação de biomassa
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Publicado:
Jun 8, 2021
Palavras-chave:
gaseificação, syngas, biomassa, energia, aproveitamento energético de resíduos
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Resumo
A geração de energia elétrica através da gaseificação de biomassa pode ser uma alternativa viável e avorável ao meio ambiente. Neste trabalho, as biomassas residuais – milho, coco e café – foram propostas a partir do mapeamento de informações existentes em bancos de dados, e a partir da análise imediata e elementar, foram realizadas simulações utilizando ferramentas de Dinâmica dos Fluidos Computacionais para determinar as frações molares do gás de síntese gerado a partir da gaseificação de cada resíduo. Calculou-se o poder calorífico e avaliou-se seu desempenho ao ser fornecido como combustível para um motor-gerador de 15kWe especificado a partir de dados obtidos na literatura, fornecendo eletricidade estável advinda da queima de syngas. Com uma alimentação constante de 18 kg/hora, seria necessário gaseificar resíduos de 6,5 hectares de milho ou 17 hectares de coco ou ainda 124 hectares de café. Nestas condições, com uma alimentação contínua, 24 horas/dia, tem-se a geração de 10.800 kWh em um mês, suficiente para alimentar uma comunidade não-interligada de 67 residências, o que comprova a viabilidade da pesquisa para esta aplicação.
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Como Citar
de Oliveira Souza, I., Yepes Maya, D. M., & da Cunha Dias, T. A. (2021). Proposta de um sistema autônomo para uma comunidade não-interligada baseado em gaseificação de biomassa. Ingenio Magno, 11(2), 147-162. Recuperado de http://revistas.ustatunja.edu.co/index.php/ingeniomagno/article/view/2186
Seção
Artículos-11-2
DECLARACIÓN DE ORIGINALIDAD DE ARTÍCULO PRESENTADO
Por medio del presente documento, certifico(amos) que el artículo que se presenta para posible publicación en la revista institucional INGENIO MAGNO del Centro de Investigaciones de Ingeniería Alberto Magno CIIAM de la Universidad Santo Tomás, seccional Tunja, es de mi (nuestra) entera autoría, siendo su contenido producto de mi (nuestra) directa contribución intelectual y aporte al conocimiento.
Todos los datos y referencias a publicaciones hechas están debidamente identificados con su respectiva nota bibliográfica y en las citas que se destacan como tal. De requerir alguna clase de ajuste o corrección, comunicaré(emos) de tal procedimiento con antelación a los responsables de la revista.
Por lo anteriormente expresado, declaro(amos) que el material presentado en su totalidad se encuentra conforme a la legislación aplicable en materia de propiedad intelectual e industrial de ser el caso, y por lo tanto, me(nos) hago (hacemos) absolutamente responsable(s) de cualquier reclamación relacionada a esta.
En caso que el artículo presentado sea publicado, manifiesto(amos) que cedo(emos) plenamente a la Universidad Santo Tomás, seccional Tunja, los derechos de reproducción del mismo.
Referências
EREIRA, C. A. Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios - Síntese de Indicadores. Rio de Janeiro, 2015. Disponível em: https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv98887.pdf.
MCKENDRY, P. Energy production frombiomass: Gasification Technologies, 2002.
EPE. Empresa de Pesquisa Energética - Balanço Energético Nacional (BEN): Ano base 2016, 2017, 2017. Disponível em:.
ALVES, E.; GARAVELLI, S. Sistema Interligado Nacional (SIN) com ênfase no Controle de Tensão. Brasília, 2008.
BRIDGWATER, V. A techno-economic comparison of power production by biomass fast pyrolysis with gasification and combustion, 2002.
OLIVEIRA, C. A. V. B. DE S. Estudo experimental da gaseificação do eucalipto em gaseificador cocorrente
de duplo estágio com ar , vapor saturado e oxigênio para produção de gás de síntese. Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI, 2015.
BASU. Biomass Gasification and Pyrolysis. Burlington, MA: Elsevier Inc., 2013.
BAYER, P. Gasificación de biomassa Estudios teórico-experimentales en lecho fijo equicorriente. Editor UdeA, 2009.
CASTANHEIRA, D. F. D. Estudo de um sistema de gaseificação para cogeração – Estudo experimental e
de aplicação. Universidade do Porto - Faculdade de Engenharia, 2017.
ASTM - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS.Standard test method for gross calorific and
ash value of waste materials. West Conshohocken, 8p., 2007.
HUGOT, E. Handbook of Cane Sugar Engineering. 3rd.ed.Amsterdam: ElsevierScience Publishers B.V., 1186p., 1986.
ABIMILHO. Milho: Brasil deve produzir 90 milhões de toneladas em 2018/2019. Disponível em:
CALADO, J. A Cultura do Milho. 1a ed. Évora: Escola de Ciências e Tecnologia Departamento de
Fitotecnia, 2014.
BERTRAND, C.; YPERSELE, J. V.; BERGER, A. Are Natural Climate Forcings Able to Counteract the Projected
Anthropogenic Global Warming? Climatic Change, 2002. Disponível em:.
KOOPMANS, A. Agricultural and forest residues: generation, utilization and availability. Malasia: Regiona
Consultation on Modern Applications of Biomass Energy, 2000.
TEIXEIRA, A.; SIQUEIRA, V. F. DE. Artigo Original Potencial Energético dos Resíduos da cultura do Milho ( Zea mays ). p. 153–164, 2018.
MARTINS, C. R. Produção e Comercialização de Coco no Brasil Frente ao Comércio Internacional:
Panorama 2014. Documentos Embrapa Tabuleiros Costeiros, 2014.
SIGUEIRA, A.; ARAGÃO, M. A introdução do coqueiro no Brasil: importância histórica e agronômica.
Embrapa Tabuleiros Costeiros. Documentos, 47, p. 24, 2002.
ROSA, F. Cellulose nanowhiskers from coconut husk fibers: Effect of preparation conditions on their
thermal and morphological behavior, 2010.
SUPLICY, E. M. Brasil se consolida na tradição de grande produtor mundial de café. Visão Agrícola nº12.
Brasília, 2013. Disponível em: https://www.esalq.usp.br/visaoagricola/sites/default/files/va12-custos-ecomercializacao03.pdf. Acesso em: 23 de Maio de 2020.
TADEU, L. Consórcio Pesquisa Café - Juntos por um café brasileiro ainda melhor. Belo Horizonte,
2018. Disponível em: http://www.con s o rciopesquisacafe.com.br/index.php/imprensa/noticias/878-2018-08-01-20-31-50. Acesso em: 3 de Julho de 2019.
ARTURO, E.; CECIBEL, N.; MARIEL, K. Propuesta para el aprovechamiento de los subproductos del beneficiado del café como una alternativa para la diversificación de la actividad cafetalera y aporte de valor a la cadena productiva. Universidad de El Salvador, 2008.
KAFLER, L. M.; LIRA, T. S. Casca do café para a geração de energia: Caracterização da Biomassa e Análise dos Gases. Fortaleza, 2016.
SÁNCHEZ, C. Tecnologia da gaseificação de biomassa, Campinas Editora Átomo, 2012.
PHYLLIS. Database for the physicochemical composition of (treated) lignocellulosic biomass, micro- and
macroalgae, various feedstocks for biogas production and biochar. ECN. TNO, Holanda, 2020. Disponível em: https://phyllis.nl/.
PHYLLIS1. Corn Stover (#704). Disponível em: https://phyllis.nl/Biomass/View/704. Acesso em: 16 de
Julho de 2019.
PHYLLIS2. Coconut Shell (#1919). Disponível em: https://phyllis.nl/Biomass/View/1919. Acesso em: 16 de
Julho de 2019.
PHYLLIS3. Coffee Husk (#1917). Disponível em: https://phyllis.nl/Biomass/View/1917. Acesso em: 16 de
Julho de 2019.
VERA, R. Gaseificação de Biomassa na Geração de Eletricidade em Pequena Escala. UnB, Brasília, 2016.
Disponível em: http://www2.aneel.gov.br/biblioteca/citenel2007/pdf/it34.pdf.
LOOF, R. Multistage reactor for thermal gasification of wood. Energy, v. 19, n. 4, p. 397–404, 2003.
LEMOS, M. V. D. Uso Eficiente de Biogás de Esgoto em Motores Geradores. Universidade Federal do
Rio de Janeiro, 2013.
ALL POWER LABS. Carbon Negative Power & Products: Catálogo. Califórnia, EUA. 20p. Catálogo de
produto, 2015.
MAYA, D. M. Y. et al. Biomass Gasification in downdraft dual stage reactor by experimental analysis and
simulation with CDF tools. European Biomass Conference and Exhibition Proceedings, v. 2017, n. 25thEUBCE, p. 808–816, 2017.
VERSTEEG, H. K.; MALALASEKERA, W. An Introduction to Computational Fluid Dynamics - The Finite Volume Method, 2nd ed. 1996.
MAYA, D. M. Y. Estudo da gaseificação de biomassa em reator co-corrente de duplo estágio mediante análises experimentais e modelagem com ferramentas de Dinâmica dos Fluidos Computacional. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, p. 23. 2016.
MCKENDRY, P. Energy production frombiomass: Gasification Technologies, 2002.
EPE. Empresa de Pesquisa Energética - Balanço Energético Nacional (BEN): Ano base 2016, 2017, 2017. Disponível em:
ALVES, E.; GARAVELLI, S. Sistema Interligado Nacional (SIN) com ênfase no Controle de Tensão. Brasília, 2008.
BRIDGWATER, V. A techno-economic comparison of power production by biomass fast pyrolysis with gasification and combustion, 2002.
OLIVEIRA, C. A. V. B. DE S. Estudo experimental da gaseificação do eucalipto em gaseificador cocorrente
de duplo estágio com ar , vapor saturado e oxigênio para produção de gás de síntese. Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI, 2015.
BASU. Biomass Gasification and Pyrolysis. Burlington, MA: Elsevier Inc., 2013.
BAYER, P. Gasificación de biomassa Estudios teórico-experimentales en lecho fijo equicorriente. Editor UdeA, 2009.
CASTANHEIRA, D. F. D. Estudo de um sistema de gaseificação para cogeração – Estudo experimental e
de aplicação. Universidade do Porto - Faculdade de Engenharia, 2017.
ASTM - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS.Standard test method for gross calorific and
ash value of waste materials. West Conshohocken, 8p., 2007.
HUGOT, E. Handbook of Cane Sugar Engineering. 3rd.ed.Amsterdam: ElsevierScience Publishers B.V., 1186p., 1986.
ABIMILHO. Milho: Brasil deve produzir 90 milhões de toneladas em 2018/2019. Disponível em:
CALADO, J. A Cultura do Milho. 1a ed. Évora: Escola de Ciências e Tecnologia Departamento de
Fitotecnia, 2014.
BERTRAND, C.; YPERSELE, J. V.; BERGER, A. Are Natural Climate Forcings Able to Counteract the Projected
Anthropogenic Global Warming? Climatic Change, 2002. Disponível em:
KOOPMANS, A. Agricultural and forest residues: generation, utilization and availability. Malasia: Regiona
Consultation on Modern Applications of Biomass Energy, 2000.
TEIXEIRA, A.; SIQUEIRA, V. F. DE. Artigo Original Potencial Energético dos Resíduos da cultura do Milho ( Zea mays ). p. 153–164, 2018.
MARTINS, C. R. Produção e Comercialização de Coco no Brasil Frente ao Comércio Internacional:
Panorama 2014. Documentos Embrapa Tabuleiros Costeiros, 2014.
SIGUEIRA, A.; ARAGÃO, M. A introdução do coqueiro no Brasil: importância histórica e agronômica.
Embrapa Tabuleiros Costeiros. Documentos, 47, p. 24, 2002.
ROSA, F. Cellulose nanowhiskers from coconut husk fibers: Effect of preparation conditions on their
thermal and morphological behavior, 2010.
SUPLICY, E. M. Brasil se consolida na tradição de grande produtor mundial de café. Visão Agrícola nº12.
Brasília, 2013. Disponível em: https://www.esalq.usp.br/visaoagricola/sites/default/files/va12-custos-ecomercializacao03.pdf. Acesso em: 23 de Maio de 2020.
TADEU, L. Consórcio Pesquisa Café - Juntos por um café brasileiro ainda melhor. Belo Horizonte,
2018. Disponível em: http://www.con s o rciopesquisacafe.com.br/index.php/imprensa/noticias/878-2018-08-01-20-31-50. Acesso em: 3 de Julho de 2019.
ARTURO, E.; CECIBEL, N.; MARIEL, K. Propuesta para el aprovechamiento de los subproductos del beneficiado del café como una alternativa para la diversificación de la actividad cafetalera y aporte de valor a la cadena productiva. Universidad de El Salvador, 2008.
KAFLER, L. M.; LIRA, T. S. Casca do café para a geração de energia: Caracterização da Biomassa e Análise dos Gases. Fortaleza, 2016.
SÁNCHEZ, C. Tecnologia da gaseificação de biomassa, Campinas Editora Átomo, 2012.
PHYLLIS. Database for the physicochemical composition of (treated) lignocellulosic biomass, micro- and
macroalgae, various feedstocks for biogas production and biochar. ECN. TNO, Holanda, 2020. Disponível em: https://phyllis.nl/.
PHYLLIS1. Corn Stover (#704). Disponível em: https://phyllis.nl/Biomass/View/704. Acesso em: 16 de
Julho de 2019.
PHYLLIS2. Coconut Shell (#1919). Disponível em: https://phyllis.nl/Biomass/View/1919. Acesso em: 16 de
Julho de 2019.
PHYLLIS3. Coffee Husk (#1917). Disponível em: https://phyllis.nl/Biomass/View/1917. Acesso em: 16 de
Julho de 2019.
VERA, R. Gaseificação de Biomassa na Geração de Eletricidade em Pequena Escala. UnB, Brasília, 2016.
Disponível em: http://www2.aneel.gov.br/biblioteca/citenel2007/pdf/it34.pdf.
LOOF, R. Multistage reactor for thermal gasification of wood. Energy, v. 19, n. 4, p. 397–404, 2003.
LEMOS, M. V. D. Uso Eficiente de Biogás de Esgoto em Motores Geradores. Universidade Federal do
Rio de Janeiro, 2013.
ALL POWER LABS. Carbon Negative Power & Products: Catálogo. Califórnia, EUA. 20p. Catálogo de
produto, 2015.
MAYA, D. M. Y. et al. Biomass Gasification in downdraft dual stage reactor by experimental analysis and
simulation with CDF tools. European Biomass Conference and Exhibition Proceedings, v. 2017, n. 25thEUBCE, p. 808–816, 2017.
VERSTEEG, H. K.; MALALASEKERA, W. An Introduction to Computational Fluid Dynamics - The Finite Volume Method, 2nd ed. 1996.
MAYA, D. M. Y. Estudo da gaseificação de biomassa em reator co-corrente de duplo estágio mediante análises experimentais e modelagem com ferramentas de Dinâmica dos Fluidos Computacional. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, p. 23. 2016.