Ministério de Ciência e Tecnologia Programa Nacional do Biodiesel

Apresentação em tema: "Ministério de Ciência e Tecnologia Programa Nacional do Biodiesel"— Transcrição da apresentação:

1 Ministério de Ciência e Tecnologia Programa Nacional do Biodiesel
Workshop: Co-Produtos do Biodiesel Rio de Janeiro, 30 e 31 de maio de 2005

2 Raimundo Damasceno - Gilberto Romeiro Ernst Stadlbauer
Tratamento pela Conversão a baixa Temperatura dos Resíduos e Borras gerados ao longo da Cadeia Produtiva do Biodiesel Raimundo Damasceno - Gilberto Romeiro Ernst Stadlbauer

3 Prof. Ernst Bayer ( )

4 Histórico da LTC E. Bayer e M. Kutubuddin Alemanha H.W Campbell e T.R. Bridle Canadá T.R. Bridle - Austrália – R. Damasceno e G. Romeiro e R. N. Damasceno (UFF) - Brasil + E. Bayer e M. Kutubuddin (Univ. de Tübingen) Agências: CNPq (Brasil) e DLR/BMBF (Alemanha)

5 Grupos/Subgrupos da LTC no Brasil desde 1996
UFF (Prof. Damasceno e Prof. Gilberto Romeiro): biomassas (lodos de ETEs, resíduos agrícolas, borras e tortas, resíduos industriais orgânicos), borras petroquímicas petrolíferas, pneus) CENPES: borras de refinaria FAENQUIL (Lorena, S.Paulo): biomassas, pneus, lixo urbano) UFSM/RS – Palha e casca de arroz) FISC/IEL: borras e lodos de curtumes

6 Definição A Conversão a baixa Temperatura (LTC, CBT ou NTK) é um processo (químico) térmico ( º C), catalítico, em atmosfera inerte (ausência de oxigênio). Em outras palavras, trata-se de uma pirólise a baixa temperatura

7 O Processo LTC Matéria Orgânica (C,H,N,O,S,Cl...) Matéria Orgânica (rica em C, H) =>O processo da LTC emula em laboratório/escala de tempo industrial o que a natureza leva milhões de ano para formar em escala de tempo geológico (combustíveis fósseis)

8 Vantagens da LTC Custo energético menor em comparação com os demais processos pirolíticos Matérias-primas de baixo ou sem valor comercial Não formação de dioxinas, furanos, COP... Processo imobilizador de carbono (seqüestro de carbono) Imobilização dos metais pesados Fração líquida condensável é um óleo semelhante ao Diesel de petróleo Produto: combustível universal

9 Produtos e Subprodutos da LTC
Óleo (‘bio-óleo) Carvão (qualidade dependente da matéria prima) Água de reação Material não condensável (CO2, CO, CH4...)

10 Protocolo de Pesquisa de Biomassas pela LTC
Analise Elementar e termogravimétrica Secagem (< 90%, teor de umidade) Conversão a baixa temperatura (bancada) Balanço de massa Determinação das propriedades físicas, químicas e físico-química (reológicas) dos produtos Ativação e caracterização do carvão

11 Propriedades dos Produtos da LTC
Óleo (líquido condensável): Faixa de cadeia de carbono: semelhante ao do óleo Diesel Viscosidade = 33,7 (cstks) (reator contínuo) Poder calorífico = 39 MJ/kg Praticamente, ausência de aromáticos Não formação de dioxinas e furanos

12 Propriedades do Óleo da LTC (lodos de ETE)
Valor % Carbono Elementar 70-80 Poder Calorífico, kJ/g 38-40 % Aromáticos < 4 % Enxofre (S) < 0,5 % Nitrogênio (N) < 0,8 Estado físico a 25º C Líquido % (v/v) SOx 0,0002 % (v/v) NOx 0,002 Alcanos C8 – C18

13 Composição química das Matérias-Primas X Produtos
+ Proteínas + óleo + carboidratos + carvão + lignina e celulose + água de reação

14 Exemplo: 1 ton de casca seca produz
Cacau Coco Óleo 81 kg 73 kg Carvão ativado 100 kg 180 kg Adsorção (mg/g) 100 (azul de metileno) 150 (azul de metileno) 550 (índice de iodo) 850 (índice de iodo)

15 Comparação do N.º de Iodo de várias Biomassas do Brasil
Lodo ativado 95 Lodo digerido 80 Lodo de Álcool 160 Bagaço de Cana 400 Cana 1100 Casca de Cacau 550 Casca de Coco 1150 Norit D10 630 Norit D35 935

16 Poder calorífico do óleo obtido a partir da aplicação do processo de LTC em biomassas Variadas.
Pt = lodo petroquímico/ Be = lodo residual da indústria bebida/ CC = Coco residual verde/ SCr = Serragem cromada Pneu / SM = sabugo de milho.

17 LTC com várias Biomassas
Matéria-prima % de òleo % de Carvão % de Ácidos Graxos no Óleo Lupinus mutabilis 32,5 26,4 35,0 Lupinus albus 24,0 27,6 29,5 Torta de Azeite de Oliva 15,5 38,6 26,0 Semente de Oliveira 17,1 34,0 26,5 Torta de colza 44,5 22,5 38,3

18 LTC – Borra de Café Solúvel (tese – Eliane Carollo)
Fração Composição (%) Fração Líquida Orgânica (bio-óleo) 50 (80% ácidos graxos) Substrato (carvão) 29 Voláteis 15 Água de Reação 6

19 Reator de Bancada - UFF

20 Reator contínuo

21 Reator para produzir carvão ativado - UFF

22 Estágios em Desenvolvimento Tecnológico da LTC no Brasil
Escala Local Bancada UFF Semi-Piloto UFF/ PLASTIMASSA, CENPES Piloto FAENQUIL (Londrina0

23 Os novos passos da LTC Lodos de ETEs: avaliação da economicidade do processo; sistema de secagem por luz solar direta (estufas), implantação de uma planta industrial demonstrativa na Alemanha e no Brasil Integração com o Programa Brasileiro do Biodiesel (Ex.: degradação da ricina e ricinina durante o processo de conversão a baixa temperatura) P&D para resíduos industriais Integração: lodo e lixo

24 Integração da LTC com Biodiesel: completa sinergia
Produção Anual de Biomassa (2002) - ton Mundial 120 x 109 Brasileira (só resíduos de milho, soja, arroz e trigo) 108,4 x 106 Programa do Biodiesel (2%) 4x 106 (considerando 50% de umidade e que a semente corresponde a 0,1%)

25 Estimativa da Produção Anual (ton) de Bio-Óleo e Carvão dos Resíduos do Programa do Biodiesel (LTC)
2 x 105 ( 5%) Carvão 2,4 x 106 (60%)

26 Vantagens da Integração LTC - Biodiesel
Agregação de valor aos resíduos Solução ambiental e econômica Logística ideal: não envolve custos de transporte Aproveitamento da mesma estrutura operacional Fomento ao empreendedorismo e à geração de renda e de emprego Créditos de carbono e MDL

27 Um Conceito: Polos Integrados de Biodiesel

28 Metas do Projeto LTC-Biodiesel
Estudo sistemático dos resíduos das espécies que serão utilizadas ao longo da cadeia produtiva do biodiesel: restos agrícolas, resíduos, tortas e borras Caracterização dos produtos: bio-óleo e carvão Ativação do carvão e sua caracterização Upgrade do óleo e carvão: refino, extração de sub-produtos... Compatibilização das propriedades de óleo combustível

29 Instituições a serem envolvidas
Universidade Federal Fluminense Universidade de Ciências Aplicadas de Giessen Universidade do Norte Fluminense TECBIO PESAGRO/RJ FAENQUIL (Lorena)? APOIO: SECTI/FAPERJ, MCT (Programa do Biodiesel), CNPq, Fundos Setorias...)

30 Referência Prof. Raimundo Damasceno Universidade Federal Fluminense
Instituto de Química

31 OBRIGADO