grupo 5

Produo de energia 2013

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INTRODUO 2

1 BIOCOMBUSTVEIS GASOSOS OU BIOGS 3

1.1 DEFINIO 3

1.2 FORMAO DO BIOGS 3

1.3 DESCRIO DAS FASES 3

1.4 SISTEMA PARA EXTRACO E TRATAMENTO DO BIOGS DO ATERRO 4

1.5 PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO: 6

1.6 SISTEMA DE QUEIMA EM FLARES 9

1.7 PODER CALORFICO 9

1.8 APLICAO DOS BIOCOMBUSTVEIS GASOSOS 10

1.9 VANTAGENS DE USO DO BIOGS 11

1.10 DESVANTAGENS DO USO DE BIOGS 12

CONCLUSO 13

BIBLIOGRAFIA 14


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INTRODUO

O presente trabalho uma obra didctica produto de investigao cientfica que tem como tema

Biocombustveis gasosos (Biogs). Numa altura em que as fontes de energia renovveis esto

ganhando importncia face as outras devido a poluio do meio ambiente e a destruio da

camada de Ozono, as energias derivadas da biomassa vem tomando um lugar importante, uma

das formas de biomassa so os biocombustveis gasosos, neste trabalho esta descrito o

surgimento dos Biocombustveis Gasosos, a sua definio, constituio, obteno, aplicao,

vantagens e desvantagens.

O trabalho est organizado da seguinte maneira: Introduo, desenvolvimento, concluso e

bibliografia.


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1 BIOCOMBUSTVEIS GASOSOS OU BIOGS

1.1 DEFINIO

O biogs um gs incolor e inflamvel, composto por metano, dixido de carbone e outros

gases.

1.2 FORMAO DO BIOGS

O biogs formado por meio da digesto anaerbia (com ausncia de oxignio) de matria

orgnica. Por se tratar de um processo muito complexo ele dividido em quatro fases: hidrlise,

acidognese, acetognese e metanognese.

1.3 DESCRIO DAS FASES

Hidrlise A matria orgnica transformada em materiais mais simples, isto ocorre por

meio de bactrias fermentativas hidrolticas.

Acidognese a continuao da hidrlise, consiste na produo de cidos a partir da

fermentao de carboidratos. Isto ocorre por meio de bactrias acidognicas.

Acetognese um processo biolgico em que h converso de cidos em acetatos

hidrognio e dixido de carbono. Ocorre por meio de bactrias acetognicas.

Metanognese a ltima fase da fermentao anaerbia onde se produz o metano e o

dixido de carbono.

Bactrias fermentativas hidrolticas Bactrias que promovem a solubilizao da matria orgnica.

Bactrias acidognicas Bactrias que transformam a matria orgnica em cidos.


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Bactrias acetognicas Bactrias produtoras de hidrognio.

Fig.1 Esquema das fases de obteno do biogs

1.4 SISTEMA PARA EXTRACO E TRATAMENTO DO BIOGS DO ATERRO

O sistema de extraco composto basicamente por drenos horizontais e verticais, sopradores,

filtros para a remoo de material particulado e tanques separadores de condensado. Este pr-

tratamento do biogs para a remoo de particulados e lquidos tem a finalidade de proteger os

sopradores, aumentando a vida til dos mesmos.


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Fig. 2

As tubulaes provenientes dos drenos so interligadas a pontos de regularizao de fluxo ou

manifolds e estes so interligados a uma linha principal, que conduz o biogs para os sistemas de

queima em flare e/ ou reaproveitamento energtico. A fora motriz para a extraco do biogs

a presso negativa gerada por um soprador, ao qual a linha principal est interligada.

Na linha de entrada do sistema, a vazo de biogs controlada directamente por uma vlvula

borboleta e indirectamente por um inversor de frequncia acoplado ao motor do soprador, o qual

accionado atravs de um transmissor de presso, instalado na linha de suco. Assim, o

inversor de frequncia regula o ponto de operao do motor do soprador em funo da presso,

mantendo a vazo do processo constante.

Na mesma linha normalmente instalado um termmetro, com a finalidade de indicar

localmente a temperatura do gs no interior da tubulao. A primeira etapa de tratamento do

biogs extrado ocorrer pela passagem do mesmo atravs de um filtro, para a remoo de

material particulado eventualmente arrastado juntamente com o gs. A montante e a jusante deste

filtro so instalados medidores de presso (vacumetros) que possibilitam o monitoramento do

aumento da perda de carga e permitem identificar o momento da troca do elemento filtrante.


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Aps passagem pelo filtro, o biogs encaminhado a um tanque separador de lquidos,

denominado desumidificador.

O Sistema de desumidificao tm a finalidade de segregar eventuais gotculas de lquidos

contidos no biogs, evitando seu aporte para os sopradores do sistema de extraco de gases.

Fig. 3 Esquema de desumidificador

1.5 PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO:

Consiste em reduzir significativamente a velocidade do fluido nos separadores, permitindo a

formao de gotculas, que se acumulam na parte inferior do tanque. Essa fase lquida dever ser

drenada por gravidade para um tanque de Coleta de condensado e deste bombeado para o

sistema de Coleta de chorume para ser tratado juntamente com o mesmo.

O biogs, j isento de partculas slidas e de gotculas lquidas, passa ento pelo soprador e

encaminhado para a queima controlada no flare e/ou para outros sistemas de aproveitamento

energtico. O soprador tem a finalidade de succionar o biogs do interior do aterro.


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Fig.4 Esquema de um sistema de captao de biogs de aterro sanitrio

O sistema de captao pode utilizar tubulaes individuais de captao para cada poo (ou

grupos de poos) de drenagem de gs ligado a Pontos de Regularizao de Fluxo (PRs) ou

manifolds, distribudos uniformemente pelo aterro. Cada manifold receber o gs proveniente de

um conjunto de poos e/ou drenos horizontais prximos.

Os Pontos de Regularizao so ligados directamente aos colectores principais. Uma vlvula

borboleta na sada de cada manifold deve ser instalada para controlar o fluxo de cada conjunto

constitudo no mximo por 10 poos.


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Fig. 5 Pontos de regularizao

Pontos de amostragem devem ser instalados em cada tubulao ligando os poos aos PRs,

permitindo assim determinar as velocidades, temperaturas e humidade do gs com o uso de um

anemmetro porttil. A composio do gs gerado, em termos de concentrao de metano (CH4),

oxignio (O2) e cido sulfdrico (H2S), pode ser determinada por um fotoionizador de chama

porttil, calibrado para medir os gases mencionados. Para a tomada de amostras de gs so

previstas vlvulas de amostragem em cada tubulao ligada aos Pontos de Regularizao de

Fluxo.

O gs extrado do aterro 100% saturado, o que resulta no fato de que cada de gs contm

aproximadamente 60 a 100 ml de condensado. No ponto de sada dos drenos a temperatura do

gs estar entre 40oC e 50C. Pelo resfriamento ao longo da tubulao instalada sobre o aterro,

ser gerado condensado em grande quantidade (por exemplo, a reduo da temperatura de 50

para 25C gera cerca de 60 g de condensado por ).

Uma vez que toda a tubulao dever ser instalada com caimento de no mnimo 3%, o lquido

ser direccionado at os pontos mais baixos do sistema. Para evitar o entupimento dos tubos e a

perda de vcuo nas linhas, devem ser previstos nestes pontos drenos com sifes, para permitir

que o condensado reinfiltre no depsito do lixo.


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1.6 SISTEMA DE QUEIMA EM FLARES

Independentemente da utilizao energtica escolhida para o biogs, recomenda-se a instalao

de um flare enclausurado especialmente para projectos destinados obteno de crditos de

carbono. Isto porque, em caso de falha no sistema de gerao de energia ou outro tipo de

aproveitamento, evita-se a emisso de metano para a atmosfera e a consequente perda de crditos

de carbono.

1.6.1 Flares Enclausurados

Construdos em ao carbono e isolados internamente com fibra cermica, possuem queimadores

internos fixados em um colector inferior, interligados com o duto do biogs. Este duto principal

de biogs, por sua vez, apresenta uma bifurcao, destinada ao envio do gs para os sistemas de

gerao de energia ou outras finalidades de reaproveitamento antes da queima. A ignio e

manuteno da chama so feitas atravs de um queimador piloto, o qual normalmente utiliza

GLP (Gs Liquefeito de Petrleo) como combustvel inicial.

1.7 PODER CALORFICO

Tratando-se do biogs, este combustvel apresenta o poder calorfico na mdia de 5.500 kcal/m

de volume de gs, pode-se alcanar at o valor de 12.500 kcal/m de acordo com a sua pureza,

pois a percentagem de metano que atribui esta propriedade ao combustvel, ou seja, quanto

menor for a quantidade de impurezas e maior a relao metano e dixido de carbono, maior ser

o valor do poder calorfico encontrado e, assim, o rendimento do combustvel ser maior.


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1.8 APLICAO DOS BIOCOMBUSTVEIS GASOSOS

Os biocombustveis gasosos, quando de qualidade adequada, podem ser usados em caldeiras a

gs convencionais, nomeadamente em caldeiras de baixa temperatura e caldeiras de

condensao, para a produo de calor.

O biogs e outros biocombustveis gasosos, so raramente usados puros na produo de calor.

Muitas vezes, economicamente mais vantajoso, transformar em electricidade atravs de

sistemas combinados de calor e energia (cogerao).

O biogs, por conter um elevado teor de metano (CH4), possui diversas aplicaes de carcter

energtico. Embora sua principal aplicao seja como combustvel em um motor de combusto

interna a gs, que movimenta um gerador de energia elctrica, ele pode ser direccionado tambm

para outros fins.

Entre suas possveis aplicaes, destacam-se a produo de calor de processo, secagem de gros

em propriedades rurais, secagem de lodo em Estaes de Tratamento de Esgoto (ETEs), queima

em caldeiras, aquecimento de granjas, iluminao a gs, tratamento de chorume, entre outros.


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Fig.6 Diagrama com aproveitamento do biogs.

1.9 VANTAGENS DE USO DO BIOGS

um recurso energtico renovvel, pois a degradao de matria orgnica praticamente

inesgotvel;

Gera energia ecologicamente correta;

Diminuindo a utilizao de recursos fsseis;

A liberao de gases nos lixes um risco de sade pblica, pois so gases que, alm de

terem odores desagradveis, so txicos e oferecem riscos de exploso, sem contar que o

metano liberado na atmosfera o principal causador do efeito estufa. Dessa forma, o

biogs auxilia nessa questo do aquecimento global e reduz os efeitos causados

principalmente para a populao em torno do aterro;

Diminui a quantidade cada vez mais crescente de resduos slidos (lixo) gerados pela

populao;

Alm do que, nesses aterros, tambm existem dutos para captao do chorume, que um

lquido proveniente da decomposio de resduos orgnicos que podem poluir os recursos

hdricos; Portanto, sua captao diminui os impactos ambientais;

O resduo formado no biodigestor utilizado como fertilizante agrcola.


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1.10 DESVANTAGENS DO USO DE BIOGS

Por conta da alta concentrao de gs metano em sua constituio, o biogs acaba

tambm poluindo muito o meio ambiente, contribuindo directamente para o efeito estufa

e o aquecimento global. Por isso a necessidade da transformao do metano em gs

carbnico nos flares, como dito anteriormente. No entanto, como combustvel, o

principal interesse no biogs se refere combusto do metano que tem um bom ndice de

poder calorfico;

A produo de biocombustveis consome muita energia e baseia-se em culturas

intensivas, que produzem um gs com efeito de estufa, o xido de azoto, que tambm tem

efeitos no aquecimento global.


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CONCLUSO

Aps a elaborao deste trabalho o grupo chegou a concluso que o estudo dos biocombustveis

gasosos de elevada importncia, pois ele aparece para fazer face a diminuio de poluio da

atmosfera pela queima dos combustveis fsseis, e vale apenas aplica-lo pois um recurso

energtico renovvel visto que a degradao de matria orgnica (base de obteno dos

biocombustveis gasosos) praticamente inesgotvel.


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BIBLIOGRAFIA

www.wickpedia.com

http://apenergiasrenovaveis.wordpress.com/biomassa/biocombustiveis-gasosos/

http://www.up.com.br/painelgpa/uploads/imagens/files/BIOCOMBUSTVEIS%20GASOSOS.pd

f

http://www.wickpedia.com/http://apenergiasrenovaveis.wordpress.com/biomassa/biocombustiveis-gasosos/http://www.up.com.br/painelgpa/uploads/imagens/files/BIOCOMBUSTVEIS%20GASOSOS.pdfhttp://www.up.com.br/painelgpa/uploads/imagens/files/BIOCOMBUSTVEIS%20GASOSOS.pdf

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