Modelagem para dimensionamento de gaseificador a plasma: aspectos técnicos e econômicos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Paulino, Regina Franciélle Silva [UNESP]
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/216849
Resumo: A tecnologia de gaseificação a plasma é ecologicamente correta e pode ser aplicada para processar resíduos sólidos municipais, comerciais, industriais, petroquímicos e do serviço de saúde. Esta é ainda uma tecnologia pouco difundida porque apresenta elevados consumo de eletricidade e custo econômico, mas pode ser uma alternativa para o processamento de resíduos sólidos do serviço de saúde (RSS) devido ao fato de permitir tratamento adequado. O processo produz gás de síntese que pode ser utilizado para geração de energia térmica e/ou elétrica. Tendo em vista que o Brasil tem sérios problemas com o descarte incorreto dos RSS e também pelo aumento da geração deste tipo de resíduo devido a pandemia Covid-19, faz-se necessário a ampliação a aprofundamento de estudos da tecnologia de gaseificação a plasma para o processamento e eliminação do RSS das cidades brasileiras. Neste trabalho de tese é desenvolvido uma metodologia que apresenta uma sequência de procedimentos para o dimensionamento de gaseificador a plasma. São efetuados estudos termodinâmicos para determinação do potencial de geração de energia elétrica em motor de combustão interna (MCI) e em um conjunto turbina a gás (CTG), operando com gás de síntese produzido pelo sistema de gaseificação a plasma. São ainda determinados os níveis de eficiências energéticas e exergéticas do sistemas propostos. Também são realizados estudos de engenharia econômica para a determinação dos custos da produção de gás de síntese e de eletricidade (US$/kWh); também são determinados a receita anual e o payback. Os estudos termodinâmicos e econômicos são aplicados para analisar o caso considerando o processamento de resíduos sólidos do serviço de saúde produzido na cidade de São Paulo, Brasil, de acordo com os dados de disponibilidade de RSS em 2020, que apresentou crescimento considerável na produção deste tipo de resíduo, como já mencionado, devido a pandemia Covid-19. Conclui-se que é possível determinar dimensões importantes do gaseificador a plasma a partir do melhor ponto de operação e do tempo de destruição do RSS. Conclui-se ainda, que é possível dar tratamento final e uso energético aos RSS utilizando gaseificador a plasma com tocha de arco transferido. Dos estrudos termodinâmicos e econômicos têm-se que o processo de gaseificação a plasma é promissor quando associado com MCI ou CTG, para a capacidade de 36872 t/ano de RSS é possível produzir 2772,54 e 3741,63 kW, respectivamente, e apresentando payback similares de 4 a 8 anos, quando comparado com os processos tradicionais de autoclavagem e incineração, respectivamente.