Análise e simulação estacionária e dinâmica de um sistema de purificação de biogás
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27484 |
Resumo: | A crescente tendência no uso do biogás em cenário mundial e nacional, impulsionada pela busca de um melhor aproveitamento do potencial de matérias orgânicas como fontes de combustíveis, destacou a necessidade de processos de purificação do biogás, visando o aumento de seu poder calorífico e redução de impurezas para atingir as especificações das normas de regulamentação vigentes. O presente trabalho possui como objetivo a representação de um sistema de purificação de 14 Nm³/h de biogás da empresa ER-BR Energias Renováveis Ltda. por meio de técnicas de modelagem e simulação de processos no software comercial Aspen Hysys® V.12 e avaliação de comportamentos dinâmicos deste sistema. A pureza do produto final obtido em estado estacionário sem reciclo foi de 89,84% em comparação aos 89,00% mensurados experimentalmente. Para a operação com reciclo de água em estado estacionário, a vazão necessária de água de reposição foi de 0,042 Nm³/h. As elevadas perdas de metano observadas em as condições operacionais simuladas (3,7 - 7,3%) indicam que a avaliação de novas configurações de sistemas de purificação é recomendada. O aumento da razão L/G do biogás de 0,20 para aproximadamente 0,22 resultou em uma redução da fração molar de CO2 no produto final de 9,1% (caso base) para 5,2%. A composição molar do produto simulado para a operação sem reciclo do solvente apresentou desvios absolutos na ordem de 10-2% em relação aos dados experimentais. Ademais, o comportamento do sistema em relação aos distúrbios aplicados foi consistente com as tendências observadas nos estudos da literatura, validando as simulações. |
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2022-02-23T23:21:23Z2026-01-012022-02-23T23:21:23Z2021-11-30NISHIYAMA, Fábio Eiji. Análise e simulação estacionária e dinâmica de um sistema de purificação de biogás. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27484A crescente tendência no uso do biogás em cenário mundial e nacional, impulsionada pela busca de um melhor aproveitamento do potencial de matérias orgânicas como fontes de combustíveis, destacou a necessidade de processos de purificação do biogás, visando o aumento de seu poder calorífico e redução de impurezas para atingir as especificações das normas de regulamentação vigentes. O presente trabalho possui como objetivo a representação de um sistema de purificação de 14 Nm³/h de biogás da empresa ER-BR Energias Renováveis Ltda. por meio de técnicas de modelagem e simulação de processos no software comercial Aspen Hysys® V.12 e avaliação de comportamentos dinâmicos deste sistema. A pureza do produto final obtido em estado estacionário sem reciclo foi de 89,84% em comparação aos 89,00% mensurados experimentalmente. Para a operação com reciclo de água em estado estacionário, a vazão necessária de água de reposição foi de 0,042 Nm³/h. As elevadas perdas de metano observadas em as condições operacionais simuladas (3,7 - 7,3%) indicam que a avaliação de novas configurações de sistemas de purificação é recomendada. O aumento da razão L/G do biogás de 0,20 para aproximadamente 0,22 resultou em uma redução da fração molar de CO2 no produto final de 9,1% (caso base) para 5,2%. A composição molar do produto simulado para a operação sem reciclo do solvente apresentou desvios absolutos na ordem de 10-2% em relação aos dados experimentais. Ademais, o comportamento do sistema em relação aos distúrbios aplicados foi consistente com as tendências observadas nos estudos da literatura, validando as simulações.The growing trend in the use of biogas in the global and national scenario, driven by the search for a better use of the potential of organic materials as fuel sources, highlighted the need for biogas purification processes, aiming at increasing its calorific value and reducing impurities to achieve the specifications of current regulatory standards. The present work has as objective the representation of a 14 Nm³/h biogas purification system of the company ER-BR Renewable Energies Ltd. through simulations in the commercial software Aspen Hysys® V.12 and evaluation of dynamic behaviors of the system. The purity of the final product obtained at steady state without recycle was 89.56% compared to the value of 89.00% measured experimentally. For the steady-state operation with water recycle, the required make-up water flow was 0.042 Nm³/h. The high methane losses observed under the simulated operating conditions (3.7 - 7.3%) indicate that the evaluation of new purification system configurations is recommended. Increasing the L/G ratio of biogas from 0.20 to approximately 0.22 resulted in a reduction in the molar fraction of CO2 in the final product from 9.1% (base case) to 5.2%. The molar composition of the simulated product for the operation without solvent recycle showed absolute deviations in the order of 10-2% in relation to the experimental data. Furthermore, the behavior of the system in relation to applied disturbances was consistent with the trends observed in studies in the literature, validating the simulations.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáLondrinaEngenharia QuímicaUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICABiogásMétodos de simulaçãoMetanoBiogasSimulation methodsMethaneAnálise e simulação estacionária e dinâmica de um sistema de purificação de biogásStationary and dynamic analysis and simulation of a biogas purification systeminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisLondrinaRocha, Lucas BonfimMachado, Guilherme DuenhasRocha, Lucas BonfimMachado, Guilherme DuenhasPupio, Paulo de Tarso Laia dos Reis e SilvaBezerra, Felipi Luiz de AssunçãoNishiyama, Fábio Eijiinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALsistemapurificacaobiogas.pdfsistemapurificacaobiogas.pdfapplication/pdf3098177http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27484/1/sistemapurificacaobiogas.pdfc9d2fe55115cde2dd884af29a3b25e98MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27484/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTsistemapurificacaobiogas.pdf.txtsistemapurificacaobiogas.pdf.txtExtracted texttext/plain110870http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27484/3/sistemapurificacaobiogas.pdf.txt7c9e9d891d0986af345f4cf59567d13bMD53THUMBNAILsistemapurificacaobiogas.pdf.jpgsistemapurificacaobiogas.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1366http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27484/4/sistemapurificacaobiogas.pdf.jpg29e02b70c8af97fc116f10d818c1a131MD541/274842022-02-24 03:06:19.518oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2022-02-24T06:06:19Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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