Remoção do sulfeto de hidrogênio do biogás produzido na fermentação de dejetos de suínos para utilização em motores de combustão interna para geração de energia elétrica

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Machado, Neiton Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Biogás; Sulfetos; Biodigestores; Suínos; Resíduos como combustível; Fermentação; Energia elétrica - Produção; Construções Rurais e Ambiência
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/10450

A utilização de biodigestores para tratamento de dejetos em granjas de suínos possibilita a obtenção de reduções certificadas de emissão (RCEs), também conhecidas como crédito de carbono. Entretanto, o biogás gerado na fermentação contém enxofre na forma de H2S, que é um gás com odor fétido, tóxico e corrosivo, danificando os equipamentos e aumentando os custos com a manutenção e substituição dos mesmos. A adaptação de motores automotivos de combustão interna para queima do biogás vem sendo cada vez mais usada pelos produtores rurais, devido ao menor custo de aquisição, comparado a conjuntos motogeradores vendidos comercialmente. Diante do exposto, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver e analisar um sistema de filtragem de biogás, da fermentação anaeróbia de dejetos de suínos, de baixo custo. A análise técnica foi feita por meio da eficiência de remoção do H2S, das características físicas e químicas dos dejetos, da eficiência do biodigestor em remover a carga orgânica e do desempenho do motor de combustão interna adaptado para funcionar com biogás. Os tratamentos foram: filtragem via úmida (0,1 m3 de H2O mais 20 kg de CaO e 10 kg de carvão vegetal); filtragem via seca (50 kg de arame liso recozido no 06 e 10 kg de carvão vegetal); filtragem em série (filtragem via úmida seguido da filtragem via seca). O biogás foi coletado antes e após os filtros, armazenado em bolsas de polivinil nylon e analisado por meio de cromatografia gasosa. Os filtros funcionaram 300 horas em cada tratamento com vazão média de biogás de 12,0 m3.h-1. O óleo lubrificante, o filtro de ar e as velas do motor foram trocados a cada 300 horas de funcionamento. Os parâmetros utilizados na caracterização dos dejetos foram: demanda química de oxigênio; pH; sólidos totais; sólidos fixos totais; sólidos voláteis totais; alcalinidade medida como bicarbonato; ácidos voláteis totais; sulfato; nitrogênio total; potássio total; fósforo total. Os parâmetros estudados para comparar o efeito do biogás no motor foram: concentração dos gases de escape (O2, NO2, CO2, H2S, CO, SO2 e CH4), temperatura do fluido refrigerante, temperatura do óleo lubrificante, temperatura do ar ambiente, composição físico-químico do óleo lubrificante e desgaste físico das peças. Os resultados encontrados indicam que o rendimento do biodigestor em remover a carga orgânica foi aproximadamente 68%; o tratamento em série foi o que melhor removeu o H2S (53,5%); o rendimento teórico máximo do motor foi de 29%, enquanto o rendimento observado foi próximo de 12% para o tratamento que utilizou hidróxido de cálcio como recheio do filtro; os desgastes nos componentes do motor não foram significativos, entretanto o laudo do laboratório recomendava a troca imediata do óleo lubrificante; ambos os tratamentos de filtragem do biogás possibilitaram o motor uma baixa taxa de emissão de gases para a atmosfera, reduzindo a emissão de CH4 e SO2 e mantendo constante a emissão de H2S em aproximadamente 18 ppm.