CombustÃo do BiogÃs e do GÃs Natural com Elevadas ConcentraÃÃes de H2S e CO2 em Caldeira de Queimador Poroso

• Autor(a) principal: Amanda Rafaele Serpa Camelo
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
• Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=7873
• topic: BiogÃs - CombustÃo; GÃs natural; ultra-low CO and NOx emissions; filtration combustion; NG and biogas with H2S and CO2; ENGENHARIA MECANICA

O aproveitamento do biogÃs e do gÃs natural (GN) com elevadas concentraÃÃes de diÃxido de carbono (CO2) e de sulfeto de hidrogÃnio (H2S), atravÃs de sistemas tÃrmicos de combustÃo convencionais, pode resultar em instabilidade de reaÃÃo ou, atÃ, apagamento da frente de chama, sob risco de avarias irreversÃveis para estrutura fÃsica dos equipamentos, devido aos Ãcidos corrosivos decorrentes da reaÃÃo. Ainda, altas concentraÃÃes desses contaminantes favorecem a ocorrÃncia de elevados Ãndices de gases poluentes nos produtos, a exemplo de monÃxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos nÃo queimados (HC), dentre outros. Por essa razÃo, um estudo experimental foi realizado com base na aplicaÃÃo de uma tecnologia de combustÃo nÃo-convencional, a CombustÃo de FiltraÃÃo, a fim de lidar com esses combustÃveis de baixa qualidade. O aparato experimental empregado nessa pesquisa consiste de uma caldeira porosa de escoamento recÃproco, em que seu queimador à preenchido completamente por esferas cerÃmicas de alumina (Al2O3), formando uma matriz porosa inerte, que envolve os trocadores de calor da caldeira. O processo de queima de ambos os combustÃveis foi investigado sob condiÃÃes extremas de operaÃÃo, em termos de misturas ar-combustÃvel ultra-pobres. Como suporte para interpretaÃÃo dos fenÃmenos do processo, foi aplicado um modelo numÃrico de simulaÃÃo, que considera o mecanismo de oxidaÃÃo do metano em um meio poroso, adaptado para identificar os efeitos quÃmicos de uma alta concentraÃÃo de CO2 sobre a reaÃÃo. A influÃncia dos principais parÃmetros de operaÃÃo, razÃo de equivalÃncia e velocidade da mistura ar-combustÃvel, sob os produtos de combustÃo e sob a instabilidade de reaÃÃo foi estudada teÃrica e experimentalmente. Os resultados mostram excelente estabilidade operacional da caldeira com emissÃes ultra-baixas de CO e NOx, inferiores a 1 ppm para razÃes de equivalÃncia menores que 0,6, e com eficiÃncia de queima do H2S de mais de 99%.