Estudo termodinâmico da combustão enriquecida com oxigênio : análise de diferentes técnicas de produção do oxidante

• Autor(a) principal: Gosselin, Gaelle Valerie Julia
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/75828
• topic: Engenharia mecânica; Oxygen-enriched combustion; PSA; Membrane

Energia térmica é um recurso importante para muitos processos industriais e é geralmente produzido pela combustão de hidrocarbonetos com ar. Esses processos poderiam se beneficiar do uso da combustão com a utilização de um oxidante enriquecido com oxigênio (OEC), cujos benefícios (redução das emissões, redução do consumo de combustível, aumento da produtividade e redução dos volumes) já são conhecidos. Porém, a produção economicamente viável de oxigênio ainda é um desafio, já que a técnica mais utilizada atualmente para a produção de O2 (a criogenia) consome muita energia e tem custos altos. No âmbito da OEC, o O2 não precisa ser produzido puro, busca-se apenas um aumento da sua concentração no ar. Isso poderia tornar soluções tais como membranas ou Pressure Swing Adsorption (PSA) interessantes. Dessa forma, o presente trabalho propõe a análise termodinâmica de dois sistemas de combustão enriquecida, o primeiro incluindo separação do ar por membrana polimérica e o segundo por PSA. Os resultados mostram um aumento das eficiências energéticas do sistema (de 22% até 58% no caso da membrana e 66% no caso do PSA) e das eficiências exergéticas (de 18% até 48,5% e 54% respetivamente). Além disso, foi obtida uma redução de mais de 60% das emissões de poluentes específicas. As técnicas avaliadas se mostraram mais interessantes que a criogenia, do ponto de vista energético, para plantas pequenas, sendo o limite de tamanho dependente das condições de operação.