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Introdução Tecnologia de Gaseificação Perspectivas da Gaseificação P&D+I na UNIPAMPA
Gaseificação de Carvão MineralAspectos Tecnológicos e Perspectivas Futuras
Prof. Rodolfo Rodrigues
VIII Semana Acadêmica de Engenharia QuímicaUniversidade Federal do Pampa
12 de junho de 2015
Rodolfo Rodrigues VIII SAEQ
Gaseificação de Carvão Mineral 1 / 70
Introdução Tecnologia de Gaseificação Perspectivas da Gaseificação P&D+I na UNIPAMPA
Sumário
1 IntroduçãoCarvão MineralConversão Termoquímica
2 Tecnologia de GaseificaçãoFenômenos EnvolvidosEquipamentos
3 Perspectivas da GaseificaçãoPanorama MundialPanorama Regional
4 P&D+I na UNIPAMPA
Rodolfo Rodrigues VIII SAEQ
Gaseificação de Carvão Mineral 2 / 70
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Minicurrículo
Rodolfo Rodrigues, Eng MSc
Professor da EQ da UNIPAMPA, Campus Bagé, desde 2013.
Desempenho atividades de pesquisa em Processos deGaseificação e Simulação Computacional de Processosdesde 2005/2006.
Graduação em EQ pela UFSM em 2004 e doutorado emandamento em EQ pela UFRGS.
Intercâmbio de doutorado no Oak Ridge National Laboratorydo Departamento de Energia dos EUA em 2012.
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Introdução
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Carvão Mineral
O carvão mineral é uma das maiores fontes de energia edesempenha um importante papel na demanda energéticamundial.
Para algumas nações como a China e a Índia, o carvãocorresponde a mais de 70% da geração elétrica.
O carvão responde por 30,1% da demanda de energia domundo e gera mais de 40% da eletricidade (WCA, 2012).No Brasil, corresponde a 5,6% da demanda de energia egera 2,6% da eletricidade (EPE, 2014).
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Carvão Mineral
As reservas brasileiras de carvão são da ordem de32 bilhões de toneladas que corresponde a 10a maior domundo.
89% das reservas nacionais de carvão estão no Rio Grandedo Sul e sendo que 38% do total estão na jazida deCandiota.
O carvão da jazida de Candiota é classificado comosub-betuminoso de alto volátil classe C.
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Análise Imediata (%p, b.s.)Planilha1
Página 2
Casca de arrozCasca de coco-da-baía
Madeira em geralBagaço de cana
Palha de canaApara de couro
Carvão mineral
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
CinzasCarbono fixoMatéria volátil
Figura 1: Comparativo da análise imediata (%p, b.s.) do carvão mineral e 6 diferentesfontes de biomassa. Fonte: Rodrigues et al. (2011).
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Análise Imediata (%p, b.s.)
Umidade (%p, b.u.)Planilha1
Página 4
Casca de arroz
Casca de coco-da-baía
Madeira em geral
Bagaço de cana
Palha de cana
Apara de couro
Carvão mineral
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
% (b.u.)
Poder Calorífico (kJ/kg, b.s.)Planilha1
Página 5
Casca de arroz
Casca de coco-da-baía
Madeira em geral
Bagaço de cana
Palha de cana
Apara de couro
Carvão mineral
0 5000 10000 15000 20000 25000
kJ/kg (b.s.)
Figura 2: Comparativo da análise imediata (%p, b.s.) do carvão mineral e 6 diferentesfontes de biomassa. Fonte: Rodrigues et al. (2011).
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Análise Elementar (%p, d.a.f.)Planilha1
Página 3
Casca de arrozCasca de coco-da-baía
Madeira em geralBagaço de cana
Palha de canaApara de couro
Carvão mineral
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
ClSONHC
Figura 3: Comparativo da análise elementar (%p, d.a.f.) do carvão mineral e 6 diferentesfontes de biomassa. Fonte: Rodrigues et al. (2011).
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Conversão Termoquímica
A conversão termoquímica modifica a estrutura química deuma carga carbonosa através de altas temperaturas.De acordo com a presença ou não de um agente degaseificação, os processos de conversão termoquímicapodem ser divididos em:
1 Combustão: ER > 1;2 Gaseificação: 0 < ER < 1;3 Pirólise: ER ≈ 0.
Razão de Equivalência (ER)
Razão entre oxigênio (ar) fornecido pelo oxigênio (ar)estequiométrico, isto é, necessário para a combustão completa.
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Conversão Termoquímica
Figura 4: Temperatura e composição dos produtos da conversão termoquímica de madeira(CH1,4O0,6) para diferentes frações de O2 e ar admitidos. Fonte: Reed e Das (1988).
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Conversão Termoquímica
Figura 5: Energia no sólido e no gás produzidos na conversão termoquímica de madeira(CH1,4O0,6) para diferentes frações de O2 e ar admitidos. Fonte: Reed e Das (1988).
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Conversão Termoquímica
O que é Gaseificação?
É um processo de conversão termoquímica de uma cargacarbonosa em uma mistura gasosa pela ação de calor e de umagente gaseificante.
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Conversão Termoquímica
O que é Gaseificação?
É um processo de conversão termoquímica de uma cargacarbonosa em uma mistura gasosa pela ação de calor e de umagente gaseificante.
A conversão termoquímica envolve reações de:Devolatilização,Oxidação eRedução a temperaturas relativamente altas.
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Conversão Termoquímica
O que é Gaseificação?
É um processo de conversão termoquímica de uma cargacarbonosa em uma mistura gasosa pela ação de calor e de umagente gaseificante.
Geralmente as cargas carbonosas são:carvão mineral: combustível sólido de origem fóssil ebiomassa: combustível derivado de organismos vivosrecentes.resíduo: subprodutos de processos industriais ou deatividades humanas.
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Conversão Termoquímica
O que é Gaseificação?
É um processo de conversão termoquímica de uma cargacarbonosa em uma mistura gasosa pela ação de calor e de umagente gaseificante.
Gás combustível ou “gás de síntese” (syngas) constituídopor uma mistura de:
H2, hidrocarbonetos,CO2, CO,carbono sólido residual,compostos condensáveis evapor d’água.
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Conversão Termoquímica
O que é Gaseificação?
É um processo de conversão termoquímica de uma cargacarbonosa em uma mistura gasosa pela ação de calor e de umagente gaseificante.
Os agentes gaseificantes mais comuns são:ar,oxigênio evapor d’água.
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Conversão Termoquímica
Gaseificação × Incineração (Combustão)
Enquanto o objetivo da incineração é destruir a carga eproduzir calor, o objetivo da gaseificação é obter um gáscombustível a partir da carga.
Os produtos principais da incineração são CO2 e H2O e osprodutos principais da gaseificação são CH4, CO e H2.
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Conversão Termoquímica
Por que usar a Gaseificação?
1 É a tecnologia mais limpa para processamento de carvãomineral. Possui a menor geração de SOx, NOx, resíduossólidos e efluentes líquidos;
2 É uma tecnologia já bem consolidada com múltiplosfornecedores;
3 Flexibilidade de aceitar diversos combustíveis;
4 Flexibilidade de gerar diversos produtos e aplicações.
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Tecnologia de Gaseificação
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Tecnologia de Gaseificação
Figura 6: Representação geral de um processo de gaseificação.
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Pré-Processamento
WASTENITROGEN
OXYGENNITROGEN
AIRCOMPRESSOR
MOLECULARSIEVES
COLD BOXAIR
Figura 7: Fluxograma de uma unidade de separação de ar (ASU). Fonte: Higman evan der Burgt (2008)
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Pós-Processamento
TREATED GAS
LEAN SOLUTIONCOOLER
MECHANICALFILTER
LEAN SOLUTIONPUMP
ABSORBER
RECYCLECOMPRESSOR
HYDRAULICTURBINE FLASH DRUM
RICH/LEANEXCHANGER
REBOILER
STEAM
STRIPPER
REFLUX PUMP
MAKE UPWATER
ACID GASTO SRUACID GAS
CONDENSER
RAWSYNGAS
Figura 8: Fluxograma do processo Selexol para remoção seletiva de H2S. TecnologiaAGR (Acid Gas Removal). Característica: agente absorvente DMPEG (dimetiléter depolietilenoglicol) e 99+% de remoção de S. Fonte: Higman e van der Burgt (2008).
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Pós-Processamento
AMMONIA
METHANOL
CARBONMONOXIDE
GASTURBINES
REDUCTIONGAS
TOWN GAS
SNG
HYDROGEN
OXOALCOHOLS
FISCHER-TROPSCH
UREA
FORMAL-DEHYDE
RESINS
MTBE
ACETICACID
PHOSGENEPOLY-
URETHANE
DETERGENTS, PLASTICIZERS
FUELS, WAXES, OTHERS
COAL
LIQUIDRESIDUES
NATURALGAS
BIOMASS
WASTE
METALS
ELECTRIC POWER
GASIFICATION
NH3
CO2
Figura 9: Aplicações do syngas. Fonte: Higman e van der Burgt (2008)
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Pós-Processamento
Gasification& Quench
Grinding & Slurry Prep
water
coal
SyngasScrubber
Acid GasRemoval
F-TRefining
F-TSynthesis
CO2
FlashRefrigeration
Plant
slag
Flash
methanol
CO2
syngas
Water GasShift
150 bar CO2to pipeline
Re
genera
tor
H2S + CO2
To Claus/SCOT
HC
Rec
overy
RecycleCompr.
finished gasoline & diesel blendstocks
unconverted syngas+ C1 - C4 FT gases
raw FT product
Refinery H2 Prod
syncrudelight ends
purge gas PowerIsland
net exportelectricity
gascooling
expander
ATRoxygen steam
flue gas
oxygen
OxygenPlant
air
Figura 10: Fluxograma de processo de Fischer-Tropsch com captura de CO2 a partir decarvão mineral. Fonte: Kreutz et al. (2008)
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Processo de Gaseificação
Vídeo: Gasification AnimationAutor: NETL/DOE (USA)URL: <www.youtube.com/watch?v=f7gzdFGc3y4>
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Processo de Gaseificação
Fenomenologia do Processo
Os fenômenos de transferência em conjunto com reaçõesquímicas permitem identificar subprocessos ao longo doreator:
1 Secagem,2 Devolatilização (Pirólise),3 Oxidação (Combustão) e4 Redução (Gaseificação).
Esses subprocessos podem ser observados como zonasteóricas ao longo do reator.
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Processo de Gaseificação
Fenomenologia do Processo
Nas zonas de secagem e devolatilização (pirólise), a cargasofre decomposição térmica liberando água, matéria volátil esólido residual.
Esses componentes formados são oxidados na zona deoxidação liberando uma grande quantidade de energia.
As reações de redução ocorrem na zona de redução paraproduzir o syngas pelo uso da energia liberada através dereações endotérmicas.
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Processo de Gaseificação
Fenomenologia do Processo
Secagem (evaporação da umidade) é um processoendotérmico e os fenômenos de transporte da umidadeincluem:
1 Convecção e difusão de vapor d’água e convecção de águacapilar nos poros da partícula e
2 Difusão da água superficial na partícula.
Devolatilização (pirólise) envolve reações primárias quedecompõem a carga sólida em voláteis e carbono residual ereações secundárias que os convertem em gases mais leves.
carga −→ voláteis + carbono residual
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Processo de Gaseificação
Fenomenologia do Processo
Oxidação (combustão) converte espécies oriundas dadevolatilização a CO2 e H2O liberando uma quantidadeconsiderável de energia.
CxHy +(x + 1
4y)O2 −→ xCO2 + 1
2yH2O
βC + O2 −→ 2 (β − 1) CO + (2 − β) CO2
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Processo de Gaseificação
Fenomenologia do Processo
Redução (gaseificação) ocorre em uma condição de oxigênioescasso através de reações de redução devido a grandequantidade liberada de calor na zona de oxidação.
C + H2O −→ CO + H2 ∆Hr = +131 kJ/mol
C + CO2 −→ 2CO ∆Hr = +172 kJ/mol
C + 2H2 −→ CH4 ∆Hr = −75 kJ/mol
CH4 + CO2 ←→ 2CO + 2H2 ∆Hr = +124 kJ/mol
CH4 + H2O←→ CO + 3H2 ∆Hr = +205 kJ/mol
CO + H2O←→ CO2 + H2 ∆Hr = −41 kJ/mol
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Processo de Gaseificação
Figura 11: Representação esquemática dos subprocessos que ocorrem na gaseificaçãode um combustível CHxOy seco.
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Processo de Gaseificação
Figura 12: Representação esquemática dos subprocessos que ocorrem em umgaseificador de biomassa. Fonte: Gómez-Barea e Leckner (2010).
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Processo de Gaseificação
Gaseificadores
O reator químico onde ocorre o processo de gaseificação échamado de gaseificador.Os gaseificadores são classificados em 3 configuraçõesbásicas:
1 Leito fixo ou móvel,2 Leito fluidizado e3 Leito de arraste.
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Processo de Gaseificação
Gaseificadores
Estas configurações apresentam variações de acordo com ofluxo ou interações entre as fases:
1 Leito fixo contracorrente,2 Leito fixo cocorrente,3 Leito fluidizado borbulhante e4 Leito fluidizado circulante.
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Processo de Gaseificação
Tabela 1: Comparativo das 3 configurações básicas de gaseificadores: leito fixo (oumóvel), leito fluidizado e leito de arraste. Fonte: Higman e van der Burgt (2008).
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Processo de Gaseificação
Secagem
Devolatilização
Combustão
Gaseificação
Cinza
Ar Ar
Carga
Gás
Secagem
Devolatilização
Gaseificação
Combustão
Cinza
Carga Gás
ArGrelha
Grelha
Figura 13: Gaseificadores de leito fixo contracorrente (esquerda) e cocorrente (direita)com identificação das respectivas zonas reacionais. Fonte: adaptado de Belgiorno et al.(2003).
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Processo de Gaseificação
CO2N2
CH4 H2
2001501000 502500 12501000750500
CO
CARGA
GÁS
CINZA
COMBUSTÃO
GASEIFICAÇÃO
SECAGEM/DEVOLATILIZAÇÃO
VAPOR,OXIGÊNIO
OU AR
CARGA GÁS
CINZA
VAPOR,OXIGÊNIO
TEMPERATURA [°C]
TOPO
FUNDO
+
COMPOSIÇÃO ACUMULADA DESYNGAS BRUTO (mol% b.s.)
VAPOR
Figura 14: Gaseificador de carvão mineral em leito fixo contracorrente (esquerda) erespectivos perfis de temperaturas (centro) e de composição acumulada (direita).Fonte: adaptado de Higman e van der Burgt (2008).
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Processo de Gaseificação
Coal
Steam + oxygen
Waterjacket
SteamTar recycling
Gas water, oil, tar, dust
Recycled gas water
RawgasDrying
PyrolysisReductionOxidation
Ash
Ash
Bosman’sskirt
Rotatinggrate
Grate drive
Coal lock
Ash lock
Wash cooler
Figura 15: Gaseificador Lurgi. Características: 3–5 m de diâmetro, 6–16 m de altura e20–60 t/dia de carvão mineral. Fonte: Gräbner (2014), Higman e van der Burgt (2008).
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Processo de Gaseificação
COAL FEED
WASHCOOLER
LOCK PRESSURIZINGGAS
BFWPREHEATER
SYNGASCOOLER
GASIFIER
GASLIQUOR
LOCKEXPANSION GAS LP STEAM BFW
C.W. RAW SYNGAS
GASLIQUOR
BFWGASLIQUOR
ASHWATER
ASH
ASH LOCK
OXYGENSTEAM
BFW
Figura 16: Fluxograma do processo de gaseificação Lurgi. Fonte: Higman e van der Burgt(2008).
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Processo de Gaseificação
Figura 17: Gaseificadores de leito fluidizado borbulhante (esquerda) e circulante(direita) com identificação das respectivas zonas reacionais. Fonte: adaptado deBelgiorno et al. (2003).
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Processo de Gaseificação
2500 12501000750500
CARGA
GÁS
CINZAVAPOR,OXIGÊNIO
OU AR
TEMPERATURA [°C]
FUNDO
TOPO
CARGA
VAPOR, OXIGÊNIOOU AR
CINZA
GÁSGÁS E CARGA
Figura 18: Gaseificador de carvão mineral em leito fluidizado borbulhante (esquerda)e respectivos perfis de temperaturas (direita). Fonte: adaptado de Higman evan der Burgt (2008).
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Processo de Gaseificação
AIR/OXYGEN/STEAM
FLUID BED
FREEBOARD
DISCHARGE BIN
LOCK-HOPPER
COLLECTION BIN
LOCK-HOPPER
CHARGE BIN
FEED SCREW
CYCLONE
COOLING SCREW
HTW GASIFIER
FEED BINSYNGASCOOLER
Figura 19: Gaseificador Winkler de alta temperatura (HTW). Fonte: Higman evan der Burgt (2008).
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Processo de Gaseificação
N2/CO2
Dried coal
Coal bunker
Lock-hopper
Feedfilter
Rotarymetering feeder
Feedervessel
Gasifier
Cyclone
Fluidized bed
Freeboard
Lock-hopper
Bottom ash
HP boiler feed water
HP steam
Warm gas filter
Fly ash
Waterscrubber
Raw gas
Processcondensatecycle
Rotaryfeeder
N2/CO2
N2/CO2
Cooling screws
IP boiler feed water
IP steam
Quench water
Air
Natural gas
Oxygen(preheated)
Preheat burner
Inert gas (nitrogen)
Gravity pipe
Figura 20: Fluxograma do processo de gaseificação Winkler de alta temperatura (HTW)para carvão mineral. Fonte: Gräbner (2014).
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Processo de Gaseificação
2500 12501000750500 1500
GÁS
CINZA
CARGAOXIGÊNIO OXIGÊNIO
GÁS E CINZA
LODOCARGA/ÁGUA
TEMPERATURA [°C]
Figura 21: Gaseificadores de leito arraste com alimentação superior e perfis detemperaturas. Fonte: adaptado de Higman e van der Burgt (2008).
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Processo de Gaseificação
CARGA SECA +OXIGÊNIO/VAPOR
2500 12501000750500 1500
GÁS
CINZA
GÁS
CARGA
OXIGÊNIO/VAPOR CINZA
TEMPERATURA [°C]
Figura 22: Gaseificadores de leito arraste com alimentação lateral e respectivos perfisde temperaturas. Fonte: adaptado de Higman e van der Burgt (2008).
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Processo de Gaseificação
Product gasNitrogen/CO2
Nitrogen/CO2
Pulverized coal
Bunker
Lock-hopper
Feedervessel
Steam Oxygen
Gasifier
Cooling screen
Quenchwater
Black water treatment
Effluentwater
Filtercake
Off gas
Excess water
Buffervessel
Venturiscrubbers
Sprayquench
Slagcrusher
Slaghopper
Slagconveyor
Granulated slag
IP cycle water
Pilot burner fuel
LP steam
LP boiler feed water
Steam drum
Condensate
Raw gas
Demineralizedwater
PartialCondenser
Figura 23: Gaseificador Siemens pressurizado de 500MW. Características: 3,5 m dediâmetro, 18 m de altura e 1600 t/dia de carvão mineral. Fonte: Gräbner (2014).
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Processo de Gaseificação
1 kW 100 kW 100 MWMW 10 MW Capacidade1000 MW
Fixo cocorrente
Fixo contracorrente
Fluidizado borbulhante
Fluidizado circulante
Fluidizado pressurizado
1
Figura 24: Escala de aplicação de tecnologias de gaseificação de biomassa paracogeração de energia. Fonte: adaptado de Larson (1998).
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Perspectivas da Gaseificação
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Panorama Mundial
Figura 25: Distribuição de plantas industriais de gaseificação no mundo. Há 272 plantasem operação/planejada com um total de 686 gaseificadores. Fonte: GasificationTechnologies Council (2014)
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Panorama Mundial
Figura 26: Capacidade de produção de syngas (MWth) de acordo com a distribuiçãogeográfica das plantas de gaseificação no mundo. Fonte: Gasification TechnologiesCouncil (2014)
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Gaseificação de Carvão Mineral 51 / 70
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Panorama Mundial
Figura 27: Capacidade de produção de syngas (MWth) de acordo com a sua aplicação nomundo. Fonte: Gasification Technologies Council (2014)
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Panorama Mundial
Figura 28: Número de gaseificadores de acordo com o combustível utilizado no mundo.Fonte: Gasification Technologies Council (2014)
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Panorama Mundial
Figura 29: Capacidade de produção de syngas (MWth) ao longo do tempo no mundo.Fonte: Gasification Technologies Council (2014)
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Panorama Regional
Figura 30: Notícia em jornal local: “Planta de gaseificação ICEC Energia poderá gerar até4 mil empregos”. Fonte: Portal Leouve, 03 de dezembro de 2014.
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Panorama Regional
Figura 31: Notícia em jornal local: “Investidores estrangeiros avaliam potencial degaseificação do carvão: CRM fornecerá produto extraído em Candiota para estudos”.Fonte: Jornal Folha do Sul Gaúcho, 03 de janeiro de 2015.
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Panorama Regional
Figura 32: Notícia em jornal local: “Empresa norte-americana vai se instalar em Candiota:Diretor executivo da TransGas Development Systems concedeu entrevista”. Fonte: JornalMinuano, 05 de junho de 2015.
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P&D+I na UNIPAMPA
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Histórico da Gaseificação na UNIPAMPA
2011 Criação do Grupo de Pesquisa em Energia eCarboquímica (GPEC).
2013 Aprovação do projeto Desenvolvimento de Energia eCarboquímica na Região da Campanha.Programa de Apoio aos Pólos Tecnológicos.Valor Total = R$ 1,96 milhões.
2014 Aprovação do projeto Gaseificação do Carvão Mineral deCandiota.Chamada Pública P&D CGTEE 2014.Valor Total = R$ 4,56 milhões.
2015 Início da construção do Pavilhão de Energia e Carboquímicano Campus Bagé.
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Grupo de Pesquisa em Energia e Carboquímica (GPEC)
Pesquisadores (UNIPAMPA + URCAMP)
Sérgio Meth (Coordenador do GPEC) (EQ/UNIPAMPA)Ana Rosa Costa Muniz (Coordenadora do Pólo Tecnológico)(EQ/UNIPAMPA)Jocemar Biasi Parizzi (EERA/UNIPAMPA)Rodolfo Rodrigues (EQ/UNIPAMPA)Ana Claudia Kalil Huber (URCAMP)Ana Paula Simões Menezes (URCAMP)Cristiano Corrêa Ferreira (DT/UNIPAMPA)Edson Abel dos Santos Chiaramonte (EQ/UNIPAMPA)Fernando Junges (LQ/UNIPAMPA)Flávio André Pavan (LQ/UNIPAMPA)Tânia Regina de Souza (EQ/UNIPAMPA)Udo Eckard Sinks (LQ/UNIPAMPA)
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Pólo de Modernização e Inovação Tecnológica da Campanha
I. Programa de Apoio aos Pólos Tecnológicos
Metas
1 Desenvolver ao menos 03 (três) produtos a partir do gás desíntese;
2 Enriquecer o gás de síntese em H2 e por seguinte realizar areação de metanação;
3 Gerar energia elétrica através da utilização de microturbinasalimentadas por gás de síntese;
4 Desenvolver ao menos uma formulação de material cerâmicovoltado à aplicação na construção civil, a partir das cinzasgeradas no processo de gaseificação;
5 Desenvolver novos materiais para uso em células fotovoltaicasorgânicas a partir de subprodutos gerados pela utilização decarvão mineral;
6 Avaliar o impacto ambiental gerado pela extração eprocessamento de carvão mineral na região.
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Gaseificação do Carvão Mineral de Candiota
II. Chamada Pública P&D CGTEE 2014
Objetivo
Desenvolver um processo de gaseificação direcionado para ocarvão mineral da jazida de Candiota, no Rio Grande do Sul.
Para tanto, é proposto um novo processo definido como Sistemade Destilação-Pirólise-Enriquecimento-Gaseificação (SDPEG).
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Gaseificação do Carvão Mineral de Candiota
Figura 33: Esquema do processo SDPEG: (1) reator CDP, (2) ME, (3) reator PiG,(4) ciclones, (5) sistema de separação, (6) trocador de calor, (7) pré-aquecedor parapartida, (8) queimador flare, (9) sistema de armazenamento de syngas.
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Gaseificação do Carvão Mineral de Candiota
Reator de Coqueificação por Destilação combinada com Pirólise(Reator CDP)
Produto Esperado: As melhores condições operacionais e econômicasdo reator CDP, visando determinar:
temperatura mínima ótima para remoção da maior parte ou de todosos voláteis;granulometria ótima para remoção da maior parte ou de todos osvoláteis;fragilidade do char para moagem posterior;balanço energético para partida e para futuros cálculos (de déficit ousuperávit) de energia quando a unidade estiver integrada;influência do gás de arraste (CO2, N2 ou vapor d’água) sobre orendimento e qualidade do char para menor perda de carbonopossível.
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Módulo de Enriquecimento (ME)
Produto Esperado:
Um Módulo de Enriquecimento (ME) que seja o mais eficientepossível e adequado para separação das cinzas origináriascontaminantes no coque/char, que possa operar em condições detemperatura entre 200 e 400oC e possa ser interligado ao móduloanterior CDP;Char enriquecido com no máximo 35% de cinzas para viabilizar aaplicação de tecnologias de gaseificação já bem estabelecidas.
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Reator de Pirólise Induzida e Gaseificação (Reator PiG)
Produtos Esperados:
Sistema de separação de alcatrões (4) otimizado para umaseparação eficiente tendo em vista a reciclagem/queima do mesmo;Sistema gaseificador de alto rendimento por unidade de volumeprocessado adaptado para reciclar alcatrão como fonte de calorinduzida e que possa ser interligado ao módulo de enriquecimento decoque, da etapa 3;Obtenção de alcatrão com rendimento e qualidade para fornecerenergia necessária ao processo, produzir CO2 e minimizar oconsumo de queima do carbono para aumentar a eficiência deprodução de CO na etapa da redução no reator PiG.
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Gaseificação do Carvão Mineral de Candiota
Montagem Integrada do Processo SDPEG
Produto Esperado:
Viabilidade técnica e econômica do processo integrado.
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Para Saber Mais...
Figura 34: Gasifipedia é um portal de conteúdo sobre gaseificação do National EnergyTechnology Laboratory (NETL/DOE) dos EUA. Disponível online em:<http://www.netl.doe.gov/gasifipedia/index.html>
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Para Saber Mais...
Disciplina Eletiva
GASEIFICAÇÃO (4 créditos: 2 teóricos e 2 práticos).Pré-requisito: Fenômenos de Transporte I / Transferência deCalor e Massa I.Será oferecida em 2016/1.Ementa:
1 Princípios do processo de gaseificação de combustíveis sólidos.2 Biomassa e carvão mineral.3 Agentes gaseificantes.4 Gaseificadores de leito fixo, fluidizado e de arraste.5 Aplicações do gás de síntese (syngas) em síntese química e
cogeração de energia.6 Questões ambientais, econômicas e de segurança envolvidas na
gaseificação.
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Contato
Prof. Rodolfo RodriguesSala 2108, Bloco II, Campus BagéFone: (53) 3240-5460, ramal 2061E-mail: [email protected]: <http://rodolfo.chengineer.com>
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Referências
BELGIORNO, V. et al. Energy from gasification of solid wastes. Waste Manage., v. 23, n. 1, p. 1–15, 2003.EPE. Brazilian energy balance 2014, year 2013. Rio de Janeiro, Brazil, 2014. Disponível em: <http://ben.epe.gov.br>.GÓMEZ-BAREA, A.; LECKNER, B. Modeling of biomass gasification in fluidized bed. Prog. Energy Combust. Sci., v. 36,n. 4, p. 444–509, 2010.GRÄBNER, M. Industrial coal gasification technologies covering baseline and high-ash coal. Weinheim, Germany:Wiley-VCH, 2014. ISBN 978-3-527-33690-6.HIGMAN, C.; van der BURGT, M. Gasification. 2. ed. Burlington: Gulf Professional Publishing, 2008. ISBN 0-7506-8528-X.KREUTZ, T. G. et al. Fischer-Tropsch fuels from coal and biomass. In: 25th Ann. Int. Pittsburgh Coal Conf. Pittsburgh,USA: [s.n.], 2008.LARSON, E. D. Small-scale gasification-based biomass power generation. In: Biomass Workshop. Changchun, China:[s.n.], 1998.REED, T. B.; DAS, A. Handbook of biomass downdraft gasifier engine systems. Golden: The Biomass Energy FoundationPress, 1988.RODRIGUES, R. et al. Análise da eficiência termodinâmica da gaseificação de carvão mineral e biomassa. In: IIICongresso Brasileiro de Carvão Mineral. Gramado, Brazil: [s.n.], 2011.WCA. Coal statistics. London, UK, 2012. Disponível em: <http://worldcoal.org/resources/coal-statistics>.
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