Estudo termodinâmico do processo criogênico de separação do biogás

• Autor(a) principal: Dal Ri, Guilherme Chenet
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/274443
• topic: Biogás; Análise termodinâmica; Tratamento criogênico; Biogas; Thermodynamic analysis; Cryogenic separation

O biogás, composto por 30-50% ଶ e 50-70% de ସ pode atender diversas aplicações após ser purificado, fato que torna este combustível atrativo frente à meta internacional de descarbonização. Diferentes concentrações de ସ implicam em diferentes possibilidades de aplicação. A concentração de ଶ influencia o custo energético de purificação e varia, de modo geral, de acordo com o tipo de substrato (biomassa) que originou o combustível. O objetivo desse TCC é analisar o processo termodinâmico da separação criogênica de biogás, desde a alimentação com biogás in natura até a entrada na unidade de destilação, considerando o biogás como uma mistura binária de ଶ − ସ. Para uma entrada de 1000 N m3 /h de biogás in natura, tomando 40% de ଶ como concentração de referência. Para a análise termodinâmica, foram realizadas simulações no software Engineering Equation Solver (EES). Os principais indicadores de performance calculados são o consumo de energia, eficiência energética. É realizada uma análise de sensibilidade que busca compreender como a variação dos principais parâmetros adotados – temperatura ambiente, rendimento elétrico, eficiência dos compressores e trocadores de calor – afetam o desempenho do processo e perdas de metano na geração. Os resultados indicam uma eficiência energética geral de 93,5% para o processo. As perdas de metano podem atingir até 17%, dependendo da configuração adotada, fator que reforça a importância do uso de trocadores de calor para redução do consumo de energia elétrica total.