PRODUÇÃO, PURIFICAÇÃO E APROVEITAMENTO DE BIOGÁS

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA

DO RIO GRANDE DO NORTE

LÍSIA VIRGÍNIA PINTO DE MEDEIROS

PRODUÇÃO, PURIFICAÇÃO E APROVEITAMENTO DE BIOGÁS

Apodi - RN

Março/2015

RESUMO

        A partir do século XIX, quando a Revolução Industrial ganhou força em todo o mundo, houve uma grande demanda de recursos energéticos para produção de bens materiais. Em busca de um rápido avanço econômico, o uso dos combustíveis fósseis foi primordial, gerando assim, uma grande degradação do meio ambiente. Como consequência houve uma forte crise ambiental e um rápido avanço econômico, acarretando elevação no consumo e no preço dos combustíveis convencionais, fazendo-se necessária busca por novas fontes alternativas para produção de energia. Atualmente, despontam energias que, no futuro, podem substituir o petróleo (a principal fonte até o momento), tais como: energia eólica, energia solar, os biocombustíveis (como o biodiesel, bioetanol, biomassa energética, biogás, dentre outros), etc., com o biogás, que pode ser produzido a partir de dejetos animais, lixos de aterros sanitários, resíduos sólidos urbano, resíduos agrícolas, resíduos industriais, etc. apresentando destaque sobre estas. “A utilização de biogás para a produção de energia apresenta diversas vantagens ambientais, sendo a principal, a redução de emissões de metano e de consumo de combustíveis fósseis, principais causadores do efeito estufa” (VELOSO E SILVA, 2009). Sua composição apresenta basicamente metano, vapor de água, dióxido de carbono e uma pequena quantidade de alguns outros gases, que poderão aparecer na mistura, dependendo da origem do material utilizado para a produção do gás, como gás sulfídrico, monóxido de carbono, nitrogênio, amônia, oxigênio, hidrogênio, etc. Esses gases contribuem de uma forma significativa para o efeito estufa, fazendo-se necessário técnicas específicas para sua remoção, como por exemplo, a troca de pressão (PSA - Pressure Swing Adsorption), que retém alguns deles devido à diferença de tamanho molecular, no qual elimina o CO2, o N2 e o vapor de água, deixando o gás mais seco e mais eficiente, pois esses componentes, quando não removidos, causam curtos intervalos de manutenção e danos em motores a gás combustível.  

Palavras-Chave: Biogás, Biodigestor, Impurezas.

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ABSTRACT

From the XIX century, when the Industrial Revolution gained power worldwide, there was a increasing demand for energy resources in order to produce goods. Looking for a bigger economic development, the using of fossil fuel was primordial. But it has brought e massive harm to the environment. This consumption generated a big environmental crises, besides the fast economic development; which lifted the prices of common fuel, creating the necessity of finding alternative sources of energy. There are a few alternative sources of energy that can substitute petrol as the main source of energy, such as: wind power, solar energy, biodiesel, biogas, etc. Biogas excels the remaining listed, and can be produced from organic wastes from industry and agriculture. “Using biogas for energy producing has several environmental advantages;  being, the most important among those, the reducing in the level of emission of methane and the consumption of fossil fuel, the main cause for the Greenhouse effect” (VELOSO E SILVA, 2009). Its is composed, basically, of methane, water vapour, carbon dioxide and a small portion of a few other gases, depending on what it was used to produce the gas, such as hydrogen sulfide, carbon monoxide, nitrogen, ammoniac, oxygen, hydrogen, etc. Those gases help in a significant way the Greenhouse effect, being necessary the applying of specific techniques for removing those cases, such as Pressure Swing Adsorption (PSA), which retains some of those components due the molecular size difference between them, and eliminates CO2, N2 and water vapour, making the gas drier and more efficient because not removing those components leads to a shot maintaining period and harms to motors engines.

Keywords: Biogas, Biodigestor, Impurities.

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1. Introdução 1

1. Biodigestor 2

1. Biodigestor de Fluxo Contínuo 3

1. Modelo Indiano 3
2. Modelo Chinês 4

1. Biodigestor de Fluxo Não Contínuo 4

1. Biogás 5

1. Condições do meio 6

1.  Temperatura 6
2.  Valor do pH 7
3.  Oxigênio7
4.  Disponibilidade de Nutrientes7

1. Tipos de Bio-recursos 7

1. Biomassa animal8
2.  Efluente Doméstico9
3.  Efluente Industrial10
4.  Resíduos Sólidos Urbanos 11

1. Métodos para Eliminação de Impurezas do Biogás 12

1. Eliminação do H2S 12

1. Processos de Oxidação a seco 12

1. Introdução do Oxigênio no Sistema do Biogás 12
2. Adsorção Utilizando Óxidos de Ferro 13

1. Processos de Oxidação na Fase Líquida 13

1. Processo de Absorção Física 13
2. Processo de Absorção Química 13

1. Eliminação do CO2 e N2 14
2. Remoção de Partículas 14

1. Lavadores Tipo Torre 14
2. Lavadores Centrífugos 14
3. Lavadores Venturi 14

1. Remoção do Vapor D’água 15
2. Purificação utilizando PSA 15

1. Destino final de seus resíduos 16

1. Uso do Biogás para produção de energia elétrica 16

1. Aproveitamento Energético 18

1. Referências 18

1. INTRODUÇÃO

Desde que a Revolução Industrial expandiu-se em todo o mundo, houve uma grande demanda na produção de energia para fabricação de matérias manufaturadas. A medida que a tecnologia foi se desenvolvendo e a população mundial crescendo, a alta emissão de Gases de Efeito Estufa (GEE) na atmosfera estava causando um aumento do efeito estufa no planeta. Assim, os ambientalistas e a sociedade passaram a preocupar-se mais com o meio ambiente, procurando inúmeras formas para diminuição dessas emissões.