Avaliação in situ da eficiência de queimadores enclausurados de biogás em ETEs no Paraná

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kaminski, Giovana Fagundes, 1995-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/70150
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Michael Mannich
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spelling Kaminski, Giovana Fagundes, 1995-Possetti, Gustavo Rafael CollereUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia AmbientalMannich, Michael, 1984-2021-05-05T18:12:29Z2021-05-05T18:12:29Z2020https://hdl.handle.net/1884/70150Orientador: Prof. Dr. Michael MannichCoorientador: Prof. Dr. Gustavo Rafael Collere PossettiDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Defesa : Curitiba, 18/05/2020Inclui referências: p.59-61Resumo: Tradicionalmente, as Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) que fazem uso de reatores anaeróbios adotam meios ineficientes para suprimir as emissões gasosas provenientes do processo de tratamento de esgotos domésticos. Este fluxo gasoso, denominado biogás, tem como componente majoritário o metano, composto 28 vezes mais indutor do efeito estufa quando comparado ao dióxido de carbono. Ademais, a emissão de biogás para a atmosfera propicia o mau odor no entorno das ETEs, uma vez que o sulfeto de hidrogênio presente no biogás possui características odoríferas e tóxicas quando em alta concentração. A combustão de modo eficiente do biogás proveniente de reatores UASB promove a minimização da emissão de gases de efeito estufa e de odores através da oxidação de seus compostos em óxidos e vapor d'água. A eficiência da combustão de biogás está relacionada, principalmente, a três fatores, sendo eles a temperatura de combustão, tempo de contato do gás com a chama e fornecimento de oxigênio suficiente para a completa oxidação dos compostos. Uma forma de viabilizar as condições adequadas para a combustão do biogás é por meio do uso de queimadores enclausurados para promover a combustão do biogás proveniente do tratamento de esgoto. Dessa forma, este projeto de pesquisa, viabilizado por meio de parceria com o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em ETEs Sustentáveis e a Companhia de Saneamento do Paraná, teve como tema a avaliação in-situ da eficiência de queimadores enclausurados de biogás instalados em 6 ETEs no Paraná. Neste contexto, o objetivo geral deste estudo foi avaliar a eficiência de queimadores enclausurados na destruição de biogás proveniente de reatores anaeróbios tipo UASB em estações de tratamento de esgoto. Os objetivos específicos do estudo foram: a) Caracterização do biogás proveniente das ETEs; b) Quantificar a eficiência de queimadores enclausurados quanto a destruição de metano e sulfeto de hidrogênio; c) Estimar as emissões evitadas de gases de efeito estufa a partir do uso de queimadores enclausurados. Para a caracterização dos gases foram utilizados analisadores de caráter quali-quantitativo, além da medição da temperatura da câmara de combustão do queimador enclausurado mensurada por termopares. A eficiência do processo de combustão foi quantificada por meio de cálculos de comparação mássica da composição do gás antecedente e posterior à queima. A eficiência foi ainda quantificada por meio de estimativas. Os resultados mostraram que a eficiência desse tipo de queimador, avaliadas nas ETEs selecionadas, foram superiores à 93% para o metano. No entanto, a eficiência de destruição de sulfeto de hidrogênio se mostrou bastante variável de ETE para ETE, sendo ainda necessários estudos mais aprofundados para a determinação dos fatores relacionados à destruição de tal composto. P alavra s-ch a ves: biogás. combustão. queimador enclausurado.Abstract: Traditionally, Wastewater Treatment Plants (WWTP) that use anaerobic reactors have adopted inefficient methods to suppress gaseous emissions from the domestic sewage treatment process. This gaseous flow, called biogas, has as its major component methane, which is 28 times more inducing to the greenhouse effect when compared to carbon dioxide. Also, the emission of biogas into the atmosphere causes a bad odor around the WWTPs, since the hydrogen sulfide present in the biogas has odorous and toxic characteristics when in high concentration. The efficient combustion of biogas from UASB reactors promotes the minimization of the emission of greenhouse gases and odors through the oxidation of its compounds in oxides and water vapor. The efficiency of biogas combustion is mainly related to three factors : combustion temperature, time of contact of the gas with the flame and sufficient oxygen supply for the complete oxidation of the compounds. One way to make the conditions suitable for combustion of biogas feasible is through the use of enclosed flares to promote the combustion of biogas from sewage treatment. Thus, this research project, made possible through a partnership with the National Institute of Science and Technology in Sustainable WWTPs and the Companhia de Saneamento do Paraná, had as its theme the in-situ evaluation of the efficiency of biogas enclosed flares installed in 6 WWTPs in Paraná. In this context, the general objective of this study was to evaluate the efficiency of enclosed burners in the destruction of biogas from anaerobic reactors type UASB in sewage treatment plants. The specific objectives of the study were : a) Characterization of the biogas from the WWTPs ; b) Quantify the efficiency of enclosed flares regarding the destruction of methane and hydrogen sulfide ; c) Estimate the avoided emissions of greenhouse gases from the use of enclosed flares. For the characterization of the gases, qualitative and quantitative analyzers were used, in addition to the measurement of the temperature of the combustion chamber of the enclosed flare measured by thermocouples. The combustion process efficiency was quantified by chemical mass balance comparison of the gas composition before and after burning. Efficiency was also quantified through estimation. The results showed that the efficiency of this type of burner, evaluated in the selected WWTPs, was higher than 93% for methane. However, the hydrogen sulfide destruction efficiency proved to be quite variable from WWTP to WWTP, and further studies are needed to determine the factors related to the destruction of such compound. K ey-w ord s : biogas. combustion. enclosed flare1 arquivo (62 p.) : il. (algumas color.).application/pdfBiogasCombustãoEngenharia SanitáriaAvaliação in situ da eficiência de queimadores enclausurados de biogás em ETEs no Paranáinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - GIOVANA FAGUNDES KAMINSKI.pdfapplication/pdf39501285https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/70150/1/R%20-%20D%20-%20GIOVANA%20FAGUNDES%20KAMINSKI.pdfcb9a71ed9ee938293af7823f5282a93bMD51open access1884/701502021-05-05 15:12:29.88open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/70150Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082021-05-05T18:12:29Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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