Agosto 2018 vol. 5 num. 1 - IX Encontro Científico de Física Aplicada

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Modelagem Termodinâmica do Reaproveitamento de Calor em Gaseificadores visando Secagem de Lodo

Soares, R. B. ; Gonçalves, R. F. ; Martins, M. F. ; Santos, J. J. C. S. ;

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O lodo de esgoto apresenta um poder calorífico significante e, por isso, pode ser utilizado como fonte de energia. Um dos processos térmicos potenciais para valorização do lodo é a gaseificação. No entanto, este processo requer o uso de biomassa com baixo teor de umidade, implicando em processos de secagem que demandam elevado consumo de energia. A recuperação e reaproveitamento de calor nesses processos podem ser alternativas para superar esta limitação. Este trabalho apresenta uma modelagem termodinâmica, para simular a recuperação de calor em um sistema composto por uma unidade de gaseificação e uma unidade de geração de eletricidade em moto-gerador de combustão interna. Um fluxograma do processo é proposto e balanços de massa e energia são feitos em cada etapa. A modelagem é baseada em dados da literatura e o software Engineering Equation Solver (EES) é usado para obtenção de propriedades termodinâmicas e resolução do sistema de equações. Os resultados calculados mostram uma produção de singás de 2 Nm3/Kg de lodo seco, com temperatura de 612ºC. Os valores são condizentes com a literatura e proporcionam uma remoção de 28% de água, para um lodo 
desaguado com 75% de umidade. A secagem é significativa e motiva estudos mais aprofundados.

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DOI: 10.5151/ecfa2018-07

Referências bibliográficas
  • [1] FUNASA, Fundação Nacional de Saúde. Manual de Saneamento. Editora Assessoria de Comunicação e Educação em Saúde, 4ª edição revisada, Brasília, 2006. [2] SNIS. Sistema Nacional de Informação Sobre Saneamento. Disponível em . Acesso em: 26 Mai. 2018. [3] PROSAB, Programa Nacional de Saneamento e Pesquisa. Digestão de resíduos orgânicos e aproveitamento do biogás. Coordenador CASSINI, S. T. Vitória, 2003. Editora ABES, Rio de Janeiro, 2003. [4] METCALF & EDDY. Tratamento de efluentes e recuperação de recursos. Editora AMGH, 5ª Edição, 2013. Tradução Ivanildo Hespanhol e José Calos Mierzwa, 2016. [5] MANARA, P.; ZABANIOTOU, A. Towards sewage sludge based biofuels via thermochemical conversion - a review. Renew. Sust. Energ. Rev. v. 16, p. 2566- 2582, 2012. [6] ZABANIOTOU, A. A.; SAMOLADA, M. C. Comparative assessment of municipal sewage sludge incineration, gasification and pyrolysis for a sustainable sludge-to-energy management in Greece. Waste Manag., v. 34, p. 411-420, 2014. [7] RUIZ, J. A.; JUÁREZ, M. C.; MORALES, M. P.; MUÑOZ, P.; MENDÍVIL, M. A. Biomass gasification for electricity generation: review of current technology barriers. Renew. Sust. Energ. Rev., v. 18, p. 174-183, 2013. [8] MOLINO, A.; CHIANESE, S.; MUSMARRA, D. Biomass gasification technology: the state of the art overview. J. Energy Chem., v. 25, p. 10-25, 2016. [9] AHMAD, A. A.; ZAWAWI, N. A.; KASIM, F. H; INAYAT, A; KHASRI, A. Assessing the gasification performance of biomass: a review on biomass gasification process conditions, optimization and economic evaluation. Renew. Sust. Energ. Rev., v. 53, p. 1333-1347, 2016. [10] NIPATTUMMAKUL, N.; AHMED, I. I.; KERDSUWAN, S.; GUPTA, A. K. Hydrogen and syngas production from sewage sludge via steam gasification. International Journal of Hydrogen Energy, v. 35, p. 11738-11745, 2010. [11] RAHEEM, A.; WAN AZLINA, W. A. K. G.; TAUFIQ YAP, Y. H.; DANGUAH, M. K.; HARUN, R. Thermochemical conversion of microalgal biomass for biofuel production. Renew Sustain Energy Rev., v. 49, p. 990-999, 2015. [12] Engineering Equation Solver (EES) for Microsoft Windows Operating System: Academic Professional Version. [13] PROBIOGAS. Projeto Brasil - Alemanha de Fomento ao Aproveitamento Energético de Biogás no Brasil. Viabilidade técnico-econômica de produção de energia elétrica em ETEs a partir do biogás. Brasília: 2016. [14] VON SPERLING, M.; CHERNICHARO, C. A. L. Biological wastewater treatment in warm climate regions. Volume one, Ed. IWA, London, 2005. [15] LOBATO, L. C. S.; CHERNICHARO, C. A. L.; SOUZA, C. L. Estimates of methane loss and energy recovery potential in anaerobic reactors treating domestic wastewater. Water Science & Technology, v. 66(12), p. 2745-2753, 2012. [16] PIEROTTI S. M. Avalição da partida de um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB), em escala real, sob condições hidráulicas desfavoráveis. Dissertação (Mestrado em hidráulica e saneamento), Escola de engenharia de São Carlos, São Carlos, 2007. [17] PECORA, V. Implantação de uma Unidade Demonstrativa de Geração de Energia Elétrica a partir do Biogás de Tratamento do Esgoto Residencial da USP – Estudo de Caso. Dissertação (Mestrado em Energia), Programa Interunidades de Pós-Graduação em Energia da USP, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006. [18] MORAN, Michael. J; SHAPIRO, Howard N. Princípios de Termodinâmica para Engenharia. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2014. 819 p. [19] INMET. Instituto Nacional de Metereologia. Disponível em . Acesso em: 26 Mai. 2018. [20] LORA, E. E. S.; VENTURINI, O. J. Biocombustíveis. Vol. Editora Interciência. 2012. [21] CHOI, Y. K.; CHO, M. H.; KIM, J. S. Air gasification of dried sewage sludge in a two-stage gasifier. Part 4: Application of additives including Ni-impregnated activated carbon for the production of a tar-free and H2- rich producer gas with a low NH3 content. International Journal of Hydrogen Energy, v. 41, p. 1460-1467, 2016. [22] PETERLI, Z. Modelagem termodinâmica da secagem de lodo com aproveitamento da energia térmica de baixa temperatura dos sopradores de ar de estação de tratamento de esgoto sanitário do tipo lodo ativado. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Desenvolvimento Sustentável), Programa de Pós- Graduação em Engenharia de Desenvolvimento Sustentável, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2015.
Como citar:

Soares, R. B.; Gonçalves, R. F.; Martins, M. F.; Santos, J. J. C. S.; "Modelagem Termodinâmica do Reaproveitamento de Calor em Gaseificadores visando Secagem de Lodo", p. 36-42 . In: . São Paulo: Blucher, 2018.
ISSN 2358-2359, DOI 10.5151/ecfa2018-07

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