Tese
Projeto de linha industrial para o processamento de resíduos sólidos urbanos e produção de combustível derivado de resíduos para a gaseificação em reator termoquímico: análise experimental do Syngas para a produção de energia térmica e elétrica
Projeto de linha industrial para o processamento de resíduos sólidos urbanos e produção de combustível derivado de resíduos para a gaseificação em reator termoquímico: análise experimental do Syngas para a produção de energia térmica e elétrica
Registro en:
Autor
Ferreira, Cassius Ricardo Nascimento
Institución
Resumen
This work aimed to investigate the use of refuse-derived fuel (MRDF) from municipal solid
waste (MSW) in a gasification process, using a pilot plant on a semi-industrial scale,
aiming at the treatment of these residues and energy generation. The results obtained
motivated the construction of a thermochemical plant in the municipality of Boa Esperança
- MG, capable of converting MSW into electrical energy. To carry out this study, MSW
from the municipality were collected. The samples were taken from the daily collection
and also from the dump. Then they went through a standardization process, to control the
particle size, composition and moisture content until obtaining the MRDF. The results
obtained in the present work motivated the design of an industrial line for the conversion
of MSW into MRDF. Energy and mass balances were carried out in the thermochemical
reactor, based on experimental data from pilot plant to verify the thermal efficiency
associated to the process. The volumetric composition, the lower heating value (LHV) and
the density of the resulting synthesis gas (syngas) were determined from chromatographic
analyses. The pilot plant's fluidized bed gasification system processed 7.1 ton / day of
MRDF, in 4 days of testing, for a daily period of 8 h, producing 16.9 ton / day of synthesis
gas with a LHV of 4, 6 MJ / kg, producing 26 wt% of ash. All experimental tests at the pilot
plant were certified by accredited companies. During the combustion process of the
syngas, it was found that the emissions had levels of pollution below the standards
provided in national and international standards, demonstrating the viability of this
technology in the conversion of MSW into renewable thermal and electrical energy. All
experimental results were submitted to the Secretary of State and Environment and
Sustainable Development of Minas Gerais (SEMAD), which approved and granted the
installation and operation licenses for the thermochemical plant of Boa Esperança - MG. Eletrobras - Centrais Elétricas Brasileiras S.A. Tese (Doutorado) Este trabalho teve como objetivo investigar o uso de combustível derivado de resíduos
(CDR), oriundo de resíduos sólidos urbanos (RSU) em um processo de gaseificação,
utilizando uma planta piloto em escala semi-industrial, visando o tratamento destes
resíduos e geração de energia. Os resultados obtidos motivaram a construção de uma
usina termoquímica no munícipio de Boa Esperança – MG, capaz de converter RSU em
energia elétrica. Para realização deste estudo foram coletados RSUs do município. As
amostras foram retiradas da coleta diária e também do aterro não controlado (lixão) e
passaram por um processo de padronização, para controle do tamanho das partículas,
composição e teor de umidade até a obtenção do CDR. Os resultados obtidos no
presente trabalho motivaram o projeto de uma linha industrial para a conversão de RSU
em CDR. Foram realizados os balanços de energia e massa no reator termoquímico, a
partir de dados experimentais oriundos de testes na planta piloto para verificar a
eficiência térmica associada ao processo. A composição volumétrica, o poder calorifico
inferior e a densidade do gás de síntese (syngas) resultante foram determinados de
análises cromatográficas. O sistema de gaseificação em leito fluidizado da planta piloto
processou 7,1 ton/dia de CDR, em 4 dias de testes, por um período diário de 8 h,
produzindo 16,9 ton/dia de gás de síntese com PCI de 4,6 MJ/kg, produzindo 26% em
peso de cinzas. Todos os testes experimentais na planta piloto foram certificados por
empresas acreditadas. Durante o processo de combustão do syngas, verificou-se que as
emissões apresentaram níveis de poluição abaixo dos padrões previstos em normas
nacionais e internacionais, demonstrando a viabilidade dessa tecnologia para a
conversão de RSU em energia térmica e elétrica renovável. Todos os resultados
experimentais foram submetidos para a Secretaria de Estado e Meio Ambiente e
Desenvolvimento Sustentável de Minas Gerais (SEMAD), que aprovou e concedeu as
licenças de instalação e operação para a usina termoquímica de Boa Esperança – MG.
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