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EFEITO ESTUFA

4.3.1 Ciclo IGCC com co-gaseificação de carvão e resíduo sólido urbano

O estudo de Koukouzas et al. (2008) aplica técnicas de co-gaseificação existentes disponíveis e projetos para os resíduos de carvão e de sólidos e a viabilidade técnico- económica, relativa à instalação e operação de uma instalação de co-gaseificação de 30 MWe baseado na gaseificação integrada a um ciclo combinado (IGCC), utilizando linhito e combustível derivado de resíduo (CDR), Figura 44.

Figura 44: Ciclo IGCC com co-gaseificação de resíduo sólido e linhito.

Fonte: Koukouzas et al. (2008).

4.4 REVISÃO DA LITERATURA

Ricketts et al. (2002) examinam que o carvão pode ser co-gaseificado com o lixo ou biomassa pelas razões ambientais, técnicas ou comerciais. Com o uso do carvão como matéria-prima, melhora-se a viabilidade técnica e comercial de processamento de resíduos e gaseificação de biomassa.

Nesta abordagem, a co-gaseificação fornece economias de escala que deverá reduzir os custos operacionais e melhorar a eficiência do processo para permitir uma melhor utilização de resíduos ou biomassa do que seria o caso em menores, processos dedicados. Apresentam uma avaliação comparativa da geração de energia em grande escala e projetos de incineração “mass burn”, juntamente com projetos de co-gaseificação em várias escalas de 5 MW para 400 MW.

Valero e Usón (2006) utilizaram um modelo de gaseificador entrained-flow validado, que é utilizado para estudar a co-gaseificação de carvão, coque de petróleo ou superior a 10% de vários tipos de biomassa. Como resultado, a influência da variação na eficiência gaseificador de combustível, modificações na operação devem ser feitas na oxi-co- gasificação.

Em uma planta IGCC, oxi-gaseificação ou gaseificação oxygen-blown, é uma forma eficiente e ambientalmente amigável de usar carvão para produzir eletricidade, o que abre o

caminho para capturar CO2 antes da combustão. A oxi-co-gaseificação com biomassa implica na utilização de um recurso renovável e a redução adicional de CO2.

No estudo de Phillips (2006), na tecnologia de um gaseificador entrained-flow, carvão finamente moído é injetado no fluxo de co-corrente com o oxidante. O carvão aquece-se rapidamente e reage com o oxidante. O tempo de residência de um gaseificador entrained- flow é da ordem de um segundo ou dezenas de segundos. Devido ao tempo de residência curto, gaseificadores entrained-flow devem operar a temperaturas elevadas para conseguir a alta conversão de carbono. Consequentemente, gaseificadores entrained-flow usam o oxigênio em vez de ar e operaram acima da temperatura da escória do carvão.

Long e Wang (2011) centram-se na discussão de questões relacionadas com a co- gaseificação de carvão/biomassa, bem como uma investigação sobre o efeito da adição de diferentes quantidades de biomassa até 50% em peso, sobre o desempenho de uma configuração IGCC de 250 MW, embora uma configuração menor de 75 MW utilizando 100% de biomassa esteja também incluída para comparação.

Cormos (2013) avaliou uma modelagem sobre a co-gaseificação em um gaseificador tipo entrained flow, para poligeração de energia e combustíveis, com o uso de vários combustíveis de baixo teor energético (carvão, biomassa e resíduo sólido), além do uso da tecnologia de captura de CO2 pré-combustão. No gaseificador entrained-flow modelado para

as condições de trabalho são a pressão de 4 MPa e temperatura na faixa de 1400°C a 1600°C. Com estes parâmetros as configurações de ciclo IGCC alcançam potência de saída na ordem de mais de 400 MW.

Sofia et al. (2014) utilizam uma modelagem de uma central de gaseificação integrada a um ciclo combinado (IGCC) em que o gaseificador entrained-flow de plantas IGCC permite o uso combinado de outros combustíveis de menor custo (biomassa e resíduos), juntamente com o carvão.

Testes de co-gaseificação com dois tipos de biomassa de resíduos agrícolas, ou seja, 2% e 4% em peso de casca de azeitona e farinha de semente de uva, na instalação IGCC de 335 MW de Puertollano (Espanha) são relatados. Como também nenhuma mudança significativa na composição tanto do gás de síntese bruto e quanto no observado no gás de síntese limpo.

A viabilidade técnica e econômica foi utilizada no processo de co-queima do conteúdo de biomassa com elevada porcentagem em peso, resultando em diminuição das emissões de CO2, mas com uma perda na potência útil, sem causar significante alteração na eficiência útil

evitado) é significantemente dependente do preço do custo da biomassa quando comparado com o preço do combustível fóssil.

Thallam Thattai et al. (2016) demonstram que o uso de biomassa com elevada percentagem (70%) na co-gaseificação em plantas IGCC de grande escala, apresenta os resultados experimentais obtidos com um modelo detalhado e validado estado termodinâmico estacionário, desenvolvido como uma ajuda para avaliar as operações da planta futuras. O modelo validado também é utilizado para prever o desempenho da planta, envolvendo co- gasificação de 70% com duas misturas de combustíveis de pellets de madeira torrificada desde a potência desejada de 230 MW não poderia ser alcançada com “steam-exploded” pellets de madeira.

O teste de demonstração de elevada percentagem de biomassa na co-gaseificação em uma planta de grande escala é de vital importância para o desenvolvimento de plantas de energia neutra de baixa emissão/carbono. Os dados de testes apresentados também servem como uma fonte de dados confiável e privilegiado para estudos de uma modelagem. Os modelos validados poderiam servir como uma forte plataforma para planejar a operação da planta real com vários biocombustíveis e realizar estudos que envolvem integração da nova tecnologia, adaptação e otimização da planta.

4.5 ESTUDO PRELIMINAR DA CO-GASEIFICAÇÃO DE RESÍDUO SÓLIDO URBANO