TAŞKIN TEHLİKE ANALİZİ

Existem várias conclusões que podem ser retiradas deste trabalho, podendo ser divididas quanto à caracterização do bagaço utilizado, processo de gaseificação, produtos gerados e a simulação do modelo de equilíbrio implementado.

Quanto à caracterização da biomassa, há a referir que esta apresentou algumas divergências de valores em todas as análises realizadas, à excepção da densidade aparente, tendo o bagaço beneficiado de um período temporal entre a aquisição e a gaseificação, podendo ter perdido alguma da humidade existente. Estas divergências deveram-se principalmente à grande heterogeneidade verificada nas amostras. Assim, é possível que tenham sido cometidos alguns erros quanto às suas análises, tendo sido evitados através de uma escolha visual das amostras a utilizar. De referir, que poderão não ter existido as condições de estanquicidade pretendidas quanto ao condicionamento das amostra recolhidas no dia da gaseificação, pois o bagaço embora não apresenta-se uma consistência diferente da apresentada no dia da recolha, apresentava uma humidade relativa média muito reduzida. Quanto à quantidade de cinzas, estas apresentaram um valor esperado, pois aquando da gaseificação a quantidade produzida foi reduzida, em relação a quantidade de biomassa admitida. No que diz respeito ao poder calorífico também não se encontrou fora dos valores esperados, tendo apresentado um valor superior em relação a outras biomassa analisadas, noutros estudos. Por último, a análise elementar poderá ser aquela que apresenta o maior erro associado, pois é o equipamento, utilizado na caracterização, que maior sensibilidade tem em relação à heterogeneidade da biomassa. Além disso, os valores obtidos encontram-se ligeiramente distantes da zona apresentada como zona de biomassa no diagrama de Van Krevelen, algo que deve ser levado em consideração, nomeadamente na questão do hidrogénio.

No processo de gaseificação foi possível verificar que esta biomassa apresentou uma grande facilidade de produzir syngas, permitindo uma fácil estabilização operacional do processo e atingindo facilmente uma chama piloto constante e fixa.

No que diz respeito ao processo de gaseificação, este correu dentro da normalidade sendo de referir que os primeiros dos ensaios possam ter sido afectados quanto à produção de syngas, pois o sistema ainda se encontrava em fase de aquecimento. Uma vez que os ensaios foram realizados de forma contínua, apenas parando para a remoção dos resíduos produzidos, foi possível criar condições estáveis de produção de gás tendo sido observado em vários ensaios a manutenção da chama piloto acesa de forma permanente, durante o decorrer de todo o ensaio. A dolomite permitiu

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reduzir as variações de energia provocadas pelas alterações nas características do bagaço e tornar o processo bastante autónomo, sendo realizado em grande parte dos ensaios apenas ajustes pontuais, nomeadamente no caudal de ar admitido e by-pass à bomba de vácuo.

Os produtos gerados durante o processo de gaseificação foram apenas três, o gás combustível, os condensados e as cinzas. Dos três produtos aquele que apresenta maiores problemas de gestão é o condensado produzido, pois além de apresentar uma constituição bastante complexa encontra-se misturado com água, tornando-o um problema ambiental. Verificou-se a elevada produção de condensados para baixas temperaturas e elevadas quantidades de bagaço ad itidoà ⁰Cà eà kg/h à eà pa aà altasà te pe atu asà eà ai asà ua tidadesà deà io assaà ⁰Cà eà 26kg/h). A produção de cinzas foi bastante reduzida, apresentando um valor máximo de 9 kg/h para uma admissão de biomassa de kg/hàeàte pe atu aàdeà ⁰C.àOàfa toàdaà ua tidadeàdeà i zasàse à mais elevada deve-se à libertação de inqueimados, ou seja, produtos que não foram totalmente consumidos, neste caso o carbono. Podendo este aumento dever-se ao reduzido tempo de residência e à saturação das reacções.

No que diz respeito aos gases produzidos na gaseificação, estes apresentam, regra geral, um poder calorífico bastante elevado, tendo em conta o tipo o intervalo no qual este tipo de tecnologia se encontra. No entanto, existiram variações da composição, aparentemente, sem existir qualquer alteração significativa, podendo dever-se a alguma variação da composição do bagaço admitido, falta de fornecimento de biomassa, variação não programada do caudal de ar de admissão ou impurezas provocadas pelo compressor de limpeza no filtro de mangas. Além disso, o gás beneficia de uma elevada percentagem de monóxido de carbono, sendo muitas vezes superior ao dióxido de carbono, e ainda beneficia de uma pequena concentração de acetileno, etano e etileno presentes na composição do gás. O hidrogénio e o metano apresentam concentrações médias bastante reduzidas podendo-se dever em parte às conversões em outros compostos, como é o caso do acetileno, etano e etileno. Grande parte do hidrogénio presente associa-se de modo a dar água e a restante parte ainda se divide em diferentes compostos. Já no caso do metano, este deveria apresentar concentrações mais elevadas uma vez que apresenta uma maior facilidade de produção do que compostos combustíveis mais complexos, no entanto e devido a algumas condições da sua produção mantém-se bastante constante ao longo de todos os ensaios. Quanto à eficiência do processo, é bastante reduzida, apresentando valores médios próximo dos 20%, ou seja, apenas consegue converter 20% da energia que é introduzida na forma combustível, o resto é perdido para a formação das reacções e para o fornecimento de energia a essas mesma reacções. Assim, este processo não deve ser encarado com o objectivo da produção de energia, nomeadamente eléctrica, pois

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apresentaria rendimentos globais muito reduzidos, devendo ser antes encarado como uma forma, que pode ser melhorada, de produzir um gás com determinadas características para instalações de pequena escala, de aproveitamento de resíduos agrícolas, ou produção de compostos sintéticos.

No que diz respeito ao modelo de equilíbrio e à respectiva simulação, este apresenta ainda falhas graves, pois não conseguem prever os valores dos principais compostos existentes no gás produzidos pela gaseificação. As simulações apenas manifestam uma grande consistência em termos relativos do dióxido de carbono, sendo que em termos relativos o azoto apenas se encaixa nos resultados reais quando a biomassa possui uma humidade relativa próxima dos 20%. Podendo ser retidas as seguintes observações deste resultado: considera-se que o simulador gera um valor correcto quanto à quantidade de humidade existente no bagaço ou o modelo está a ser induzido em erro uma vez que os outros valores não estão correctos, alterando desta forma a percentagem de azoto. Quanto ao poder calorífico do gás produzido este é bastante reduzido, apenas aumentando com o aumento da quantidade de humidade existente, graças à elevada percentagem de hidrogénio gerado. Enquanto o metano acompanhava nas leituras dos ensaios o hidrogénio, aqui não se verifica qualquer tipo de acompanhamento, apenas uma progressão quase linear com o aumento da quantidade de humidade introduzida no sistema. No que diz respeito à eficiência esta apresenta valores muito baixos, pois além de se encontrar com a composição bastante diferente dos gases produzidos, ainda é penalizada devido à inexistência de composto com elevado poder calorífico como o acetileno, etileno e etano. Portanto, o modelo aqui aplicado ainda necessita de algum desenvolvimento, nomeadamente no número e tipo de reacções consideradas ao processo.

No que diz respeito à simulação do modelo matemático de equilíbrio com as alterações sugeridas, não se verificou melhorias em termos absolutos, tendo sido verificadas melhorias quanto às aproximações dos valores de metano e hidrogénio, em relação aos valores reais. No entanto, os valores do monóxido de carbono e azoto excederam as espectativas por défice e por excesso respectivamente. Em relação à adição de uma nova incógnita que diz respeito à geração de inqueimandos, ou seja, carbono não teve alteração significativa no resultado, principalmente devido à sua capacidade térmica mássica, pois como apresenta um valor muito elevado e encontra-se a multiplicar pela incógnita, sendo necessariamente muito pequena de modo a não perturbar a estabilidade do sistema. No caso da definição como parâmetro de entrada da quantidade de oxigénio fornecida ao processo, ganhou-se alguma autonomia em relação ao simulador, uma vez que até ai este valor era determinado pelo modelo, no entanto deve-se proceder com algum cuidado pois este valor pode prejudicar os resultados, uma vez que o modelo não está contemplada a presença de oxigénio nos produtos por reagir, que na verdade ocorre, obrigando este a reagir totalmente.

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Como desenvolvimento deste trabalho poderá ser considerado o desenvolvimento do processo de gaseificação para outros tipos de biomassa, bem como perceber de que forma estas variam na instalação em causa. Poderá ser considerada a alteração do catalisador utilizado no processo de gaseificação, neste caso foi considerada a dolomite, de modo a compreender de que forma a produção de gás é afectada e que implicações existem para o processo. Poderá ainda ser considerada a realização dos ensaios imediatamente a seguir à aquisição da biomassa, de modo a não alterar as suas propriedades, nomeadamente a biomassa. Quanto à produção de resíduos, esta deve ser encarada como um desafio de modo a tratar/valorizar da melhor forma estes resíduos produzidos de modo a apresentarem vantagens económicas e ambientais. Outro dos aspectos que pode ser considerado é a integração de um sistema deste tipo para a produção de compostos sintéticos ou a sua integração em sistemas energéticos. Pode ainda aplicar-se algumas soluções na limpeza do gás como é o caso da remoção do dióxido de carbono.

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