Aplicação de tocha de plasma micro-ondas na reforma do alcatrão

• Autor(a) principal: Rodrigo Monteiro Eliott
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA
• Texto Completo: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2172
• topic: Tochas de plasma; Utilização; Combustíveis alternativos; Física de plasmas; Física

Devido à escassez de recursos naturais não renováveis, como petróleo e gás natural, a utilização de biocombustíveis torna-se cada vez mais necessária. Um dos principais processos de obtenção deste tipo de recurso renovável é a gasificação da biomassa. O processo de gasificação objetiva-se principalmente à produção do gás de síntese (mistura de CO, CH4 e H2). Uma das etapas do processo de gasificação que ocorrem no gasificador é a pirólise da biomassa, sendo esta etapa, responsável pela produção de uma mistura de espécies orgânica denominada alcatrão (contaminante do gás produzido no gasificador). Para que seja removido o alcatrão produzido no gasificador são adicionados, junto à saída do mesmo, complexos sistemas de limpeza do gás produzido no gasificador. Um modo alternativo de destruir estas espécies orgânicas produzidas no gasificador é a utilização de fontes de plasma. Este projeto tem por finalidade a utilização e avaliação, qualitativa e quantitativa, de um sistema de geração de tocha de plasma micro-ondas na destruição do alcatrão. Tal processo de destruição tem por finalidade, a diminuição ou a eliminação de processos onerosos de limpeza do gás formado no gasificador, os quais geram efluentes e diminuem o poder calorífico do gás produzido no gasificador. Para alcançar tal objetivo foi desenvolvido, no laboratório de plasmas e processos (LPP) do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), um experimento utilizando um reator a plasma micro-ondas (sistema gerador de tocha de plasma micro-ondas), capaz de operar em pressão atmosférica e com diferentes tipos e vazões de gases. O sistema a plasma micro-ondas utilizado operou a pressões atmosféricas utilizando, como gases de alimentação uma mistura de: nitrogênio, argônio e solução de alcatrão. Objetivando a diminuição da viscosidade do alcatrão, o mesmo foi diluído em etanol comercial (92,8% de etanol e 7,2% de água) formando a solução de alcatrão. Vazões conhecidas e controladas de solução de alcatrão foram tratadas com a tocha de plasma micro-ondas. Os gases de exaustão do reator a plasma micro-ondas foram avaliados. Como resultado, não foi encontrada a presença de alcatrão nos gases de exaustão do reator, indicando que todo alcatrão foi destruído e reformado pela tocha de plasma micro-ondas. A destruição e reforma de alcatrão obteve como produtos principais; CO, carbono sólido e possivelmente H2. Ou seja, o Alcatrão (espécie indesejada), em concentrações de até 4,145 g/Nm, é convertido através da ação das micro-ondas existentes na tocha de plasma micro-ondas principalmente em CO e H2 (produtos almejados pelas indústrias do segmento energético). Nesta tese é concluída que o reator a plasma micro-ondas é capaz de destruir e reformar o alcatrão de forma eficiente.