Análise retro-tecno-econômica de uma planta de produção de amônia baseada na gaseificação de resíduo sólido urbano
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/12860 |
Resumo: | Há uma grande geração de resíduo sólido urbano (RSU) em todo o mundo e o tratamento desse resíduo e a sua disposição final são sempre tarefas dispendiosas tanto financeiramente quanto ambientalmente. Também ambientalmente nocivo, o processo de produção de NH3, o qual é baseado principalmente na reforma a vapor do CH4, libera grades quantidades de CO2 na atmosfera. No entanto, esse processo é de extrema importância para a economia mundial, pois a NH3 é usada como matéria-prima em diversos processos, sendo que é na fabricação de fertilizantes nitrogenados a sua maior aplicação. Isso torna a produção de NH3 mais relevante para países que dependem da produção agrícola, como o Brasil. Em uma busca por uma alternativa sustentável, neste trabalho é feita uma Análise Retro-TecnoEconômica (ARTE) de uma planta de produção de NH3 baseada na gaseificação do RSU. A capacidade de produção da planta é de 21,25 ton de NH3 por dia. Para um tempo de projeto de 20 anos com uma Taxa de Retorno do Investidor (TRI) de 15%, o preço mínimo de venda de NH3 para um Valor Presente Líquido (VPL) nulo foi de US$ 2.262,30/ton. Esse valor é cerca de 8 vezes maior que o valor praticado no mercado atualmente. Entretanto, para uma faixa populacional entre 550 mil e 1,5 milhões de habitantes, com uma TRI entre 0% e 4%, o preço de venda da tonelada de NH3 se torna competitivo com a média de preços praticada na última década. Apesar da TRI baixa, a implementação desse tipo de planta pode reduzir os gastos públicos com o tratamento do RSU, gerar empregos, promover a reciclagem, gerar NH3 a partir de uma fonte não fóssil e evitar a emissão de CH4 na atmosfera devido à decomposição do RSU. |
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Em uma busca por uma alternativa sustentável, neste trabalho é feita uma Análise Retro-TecnoEconômica (ARTE) de uma planta de produção de NH3 baseada na gaseificação do RSU. A capacidade de produção da planta é de 21,25 ton de NH3 por dia. Para um tempo de projeto de 20 anos com uma Taxa de Retorno do Investidor (TRI) de 15%, o preço mínimo de venda de NH3 para um Valor Presente Líquido (VPL) nulo foi de US$ 2.262,30/ton. Esse valor é cerca de 8 vezes maior que o valor praticado no mercado atualmente. Entretanto, para uma faixa populacional entre 550 mil e 1,5 milhões de habitantes, com uma TRI entre 0% e 4%, o preço de venda da tonelada de NH3 se torna competitivo com a média de preços praticada na última década. Apesar da TRI baixa, a implementação desse tipo de planta pode reduzir os gastos públicos com o tratamento do RSU, gerar empregos, promover a reciclagem, gerar NH3 a partir de uma fonte não fóssil e evitar a emissão de CH4 na atmosfera devido à decomposição do RSU.Municipal Solid Waste (MSW) is generated yearly in enormous amount worldwide. The treatment and the final disposal of this waste is both financially and environmentally expensive. Also environmetally agressive, the NH3 production process, which is based primarely on the CH4 steam reform, releases great amounts of CO2 in the atmosphere. However, the NH3 production process has extreme importance to the world’s economy due to its use as raw material for the manufacture of several chemicals, especially nitrogen fertilizers. Therefore, the NH3 production is even more important to countries which depend on agricultural production such as Brazil. Aiming a more sustainable alternative, in this work a retro-techno-economic analysis of an NH3 production plant that uses the gases generated during the MSW gasification is done. The plant is designed to recieve MSW generated by 100,000 people. The plant capacity is 21.25 tons of NH3 per day. The NH3 minimum selling price for a project life of 20 years with an internal rate of return of 15% was calculated to be US$ 2,262.30/ton. This value is approximated 8 times higher than the current market price. Nevertheless, the use of the MSW generated by a population ranging from 550,000 to 1,500,000 people, setting the NH3 minimum selling price to average price from the last decade, results in an Internal Rate of Return (IRR) ranging from 0% to 4%. Although this IRR is not attractive for private investors, its implementation could reduce the public expenditure since the municipalities are obligated by the law to appropriately treat this residue. In addition, jobs would be created, NH3 would not be generated from a fossil fuel source and greenhouse gas emissions due to municipal solid waste decomposition, mainly CH4, would be reduced.Submitted by Daniele Fonseca (daniele@ct.ufrj.br) on 2020-08-07T11:22:05Z No. of bitstreams: 1 VitorPirovaniPaixao-min.pdf: 7509076 bytes, checksum: 919310b11df5cc6cad19022f0181f1c1 (MD5)Made available in DSpace on 2020-08-07T11:22:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VitorPirovaniPaixao-min.pdf: 7509076 bytes, checksum: 919310b11df5cc6cad19022f0181f1c1 (MD5) Previous issue date: 2018-02porUniversidade Federal do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRJBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICASustentabilidadeHaber-BoschAnálise retro-tecno-econômica de uma planta de produção de amônia baseada na gaseificação de resíduo sólido urbanoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJORIGINALVitorPirovaniPaixao-min.pdfVitorPirovaniPaixao-min.pdfapplication/pdf7509076http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/12860/1/VitorPirovaniPaixao-min.pdf919310b11df5cc6cad19022f0181f1c1MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/12860/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD5211422/128602023-11-30 00:01:37.237oai:pantheon.ufrj.br:11422/12860TElDRU7Dh0EgTsODTy1FWENMVVNJVkEgREUgRElTVFJJQlVJw4fDg08KCkFvIGFzc2luYXIgZSBlbnRyZWdhciBlc3RhIGxpY2Vuw6dhLCB2b2PDqihzKSBvKHMpIGF1dG9yKGVzKSBvdSBwcm9wcmlldMOhcmlvKHMpIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBjb25jZWRlKG0pIGFvIFJlcG9zaXTDs3JpbyBQYW50aGVvbiBkYSBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkbyBSaW8gZGUgSmFuZWlybyAoVUZSSikgbyBkaXJlaXRvIG7Do28gLSBleGNsdXNpdm8gZGUgcmVwcm9kdXppciwgY29udmVydGVyIChjb21vIGRlZmluaWRvIGFiYWl4byksIGUvb3UgZGlzdHJpYnVpciBvIGRvY3VtZW50byBlbnRyZWd1ZSAoaW5jbHVpbmRvIG8gcmVzdW1vKSBlbSB0b2RvIG8gbXVuZG8sIGVtIGZvcm1hdG8gZWxldHLDtG5pY28gZSBlbSBxdWFscXVlciBtZWlvLCBpbmNsdWluZG8sIG1hcyBuw6NvIGxpbWl0YWRvIGEgw6F1ZGlvIGUvb3UgdsOtZGVvLgoKVm9jw6ogY29uY29yZGEgcXVlIGEgVUZSSiBwb2RlLCBzZW0gYWx0ZXJhciBvIGNvbnRlw7pkbywgdHJhZHV6aXIgYSBhcHJlc2VudGHDp8OjbyBkZSBxdWFscXVlciBtZWlvIG91IGZvcm1hdG8gY29tIGEgZmluYWxpZGFkZSBkZSBwcmVzZXJ2YcOnw6NvLgoKVm9jw6ogdGFtYsOpbSBjb25jb3JkYSBxdWUgYSBVRlJKIHBvZGUgbWFudGVyIG1haXMgZGUgdW1hIGPDs3BpYSBkZXNzYSBzdWJtaXNzw6NvIHBhcmEgZmlucyBkZSBzZWd1cmFuw6dhLCBiYWNrLXVwIGUgcHJlc2VydmHDp8OjbyBkaWdpdGFsLgoKRGVjbGFyYSBxdWUgbyBkb2N1bWVudG8gZW50cmVndWUgw6kgc2V1IHRyYWJhbGhvIG9yaWdpbmFsLCBlIHF1ZSB2b2PDqiB0ZW0gbyBkaXJlaXRvIGRlIGNvbmNlZGVyIG9zIGRpcmVpdG9zIGNvbnRpZG9zIG5lc3RhIGxpY2Vuw6dhLiBWb2PDqiB0YW1iw6ltIGRlY2xhcmEgcXVlIGEgc3VhIGFwcmVzZW50YcOnw6NvLCBjb20gbyBtZWxob3IgZGUgc2V1cyBjb25oZWNpbWVudG9zLCBuw6NvIGluZnJpbmdpIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIGRlIHRlcmNlaXJvcy4KClNlIG8gZG9jdW1lbnRvIGVudHJlZ3VlIGNvbnTDqW0gbWF0ZXJpYWwgZG8gcXVhbCB2b2PDqiBuw6NvIHRlbSBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvciwgZGVjbGFyYSBxdWUgb2J0ZXZlIGEgcGVybWlzc8OjbyBpcnJlc3RyaXRhIGRvIGRldGVudG9yIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBlIGNvbmNlZGUgYSBVRlJKIG9zIGRpcmVpdG9zIHJlcXVlcmlkb3MgcG9yIGVzdGEgbGljZW7Dp2EsIGUgcXVlIGVzc2UgbWF0ZXJpYWwgZGUgcHJvcHJpZWRhZGUgZGUgdGVyY2Vpcm9zIGVzdMOhIGNsYXJhbWVudGUgaWRlbnRpZmljYWRvIGUgcmVjb25oZWNpZG8gbm8gdGV4dG8gb3UgY29udGXDumRvIGRhIHN1Ym1pc3PDo28uCgpTZSBvIGRvY3VtZW50byBlbnRyZWd1ZSDDqSBiYXNlYWRvIGVtIHRyYWJhbGhvIHF1ZSBmb2ksIG91IHRlbSBzaWRvIHBhdHJvY2luYWRvIG91IGFwb2lhZG8gcG9yIHVtYSBhZ8OqbmNpYSBvdSBvdXRybyhzKSBvcmdhbmlzbW8ocykgcXVlIG7Do28gYSBVRlJKLCB2b2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBjdW1wcml1IHF1YWxxdWVyIGRpcmVpdG8gZGUgUkVWSVPDg08gb3UgZGUgb3V0cmFzIG9icmlnYcOnw7VlcyByZXF1ZXJpZGFzIHBvciBjb250cmF0byBvdSBhY29yZG8uCgpBIFVGUkogaXLDoSBpZGVudGlmaWNhciBjbGFyYW1lbnRlIG8ocykgc2V1KHMpIG5vbWUocykgY29tbyBhdXRvcihlcykgb3UgcHJvcHJpZXTDoXJpbyhzKSBkYSBzdWJtaXNzw6NvLCBlIG7Do28gZmFyw6EgcXVhbHF1ZXIgYWx0ZXJhw6fDo28sIHBhcmEgYWzDqW0gZGFzIHBlcm1pdGlkYXMgcG9yIGVzdGEgbGljZW7Dp2EsIG5vIGF0byBkZSBzdWJtaXNzw6NvLgo=Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2023-11-30T03:01:37Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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