Aplicação de tecnologias de cogeração na produção conjunta de biodiesel e biohidrogênio

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Cantagallo, João Paulo Tavares
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Biodiesel; Biohidrogênio; Glicerol; Cogeração; Motor de combustão interna; Biocombustiveis; Motores de combustão interna; Hidrogênio como combustível; Biohydrogen; Glycerol; Cogeneration; Internal combustion engine
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/183341

O Brasil tem uma grande capacidade para produzir biocombustíveis devido a sua extensa área territorial com grande produtividade de matéria-prima para este setor. O Governo Federal vem investindo bastante neste setor, pois além de ser estratégico economicamente, também tem grandes vantagens na luta contra o aquecimento global. Desde 2005, ano em que se iniciou a comercialização do biodiesel em caráter voluntário, até 2017 a produção cresceu de 736 m3/ano para 4291294 m3/ano. Isto se deu devido a política de aumento obrigatório da porcentagem de biodiesel misturado ao diesel de petróleo de forma gradativa até o nível de 10% (B10) em 2018. Neste trabalho propõe-se um sistema de cogeração utilizando um motor de combustão interna (queimando gás natural), um queimador suplementar e uma caldeira de recuperação para gerar energia elétrica e vapor superaquecido necessário para o processo de reforma a vapor do glicerol; comparando-o com outro sistema proposto por Galarza (2017) que utiliza microturbina à gás. Este sistema será estudado para uma planta capaz de produzir 17820 m3/ano de biodiesel operando 7920 h/ano. Foi escolhido um motor de combustão interna com potência de 200 kW e consumo de 42,9 kg/h, pois foi o motor com menor consumo, mas que mantêm o nível de temperatura dos gases de exaustão (471,8 ºC). Energeticamente o sistema se demonstrou viável, mas possui grande perda de calor na chaminé que poderia ser aproveitada, como na produção de água quente por exemplo. A análise exergética ajuda entender o sistema não apenas quantitativamente, mas também a qualidade desta energia e por meio do diagrama de Grassman, permite identificar irreversibilidades do sistema, sendo a maior no queimador primário, ou seja, no motor de combustão interna. Analisando a parte econômica percebe-se que o sistema é competitivo, enquanto a análise ambiental mostra que podem ser feitos ajustes para aumento da eficiência ecológica.