Aspectos técnicos, econômicos e ambientais da valorização energética de resíduos municipais: uso de syngas e biodiesel para a geração de energia elétrica - Campos, Victor Arruda Ferraz (2024)
Neste trabalho de doutorado, são apresentadas análises técnica, econômica e ambiental da valorização energética de resíduos como papel, plástico e óleo de fritura usado através de processos de produção de gás de síntese (syngas) e biodiesel e seu uso em motor de combustão interna para geração de energia. São apresentados resultados de experimentos de co-gaseificação de uma mistura entre resíduos sólidos urbanos (RSU) e pellets de biomassa para a produção do syngas que alimenta um motor de combustão interna operando com biodiesel, produzido através da transesterificação de óleo de fritura usado. A configuração experimental é composta por uma bancada de teste de motor acoplada a um gaseificador de leito fixo, alimentado com pellets de eucalipto e RSU na proporção em massa de 85:15, respectivamente. Os parâmetros de controle dos experimentos em relação ao motor são rotação, torque, temperatura dos gases de escape e consumo específico de combustível. Os parâmetros da gaseificação como temperaturas de oxidação e redução, pressões no filtro, silo de alimentação e reator, bem como o volume de alcatrões e carvão produzidos durante o processo de gaseificação também são apresentados. Foram realizadas análises das propriedades físicas e químicas das matérias-primas e combustíveis, bem como a cromatografia do syngas produzido. Uma Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) foi realizada com o objetivo de complementar a análise ambiental, e para o sistema de fronteira proposto, foram calculados fatores de emissões dos combustíveis e as emissões diretas e indiretas da proposta. O retorno do investimento de uma planta sugerida para uma estação de transbordo de resíduos é analisado em função de taxas de juros anuais aplicáveis, custos de investimento e manutenção da planta e custo da biomassa e da coleta e transporte de resíduos. O syngas produzido a partir da co-gaseificação de pellets de biomassa e de RSU na proporção em massa de 85:15, respectivamente, apresentou poder calorífico inferior de 6 MJ/m³ e 15% de H2 em volume.