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JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER PURIFICAÇÃO DE BIOGÁS.

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Apresentação em tema: "JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER PURIFICAÇÃO DE BIOGÁS."— Transcrição da apresentação:

1 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER PURIFICAÇÃO DE BIOGÁS

2 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER 1.Porque utilizar biogás: 1.1 Combustível renovável 1.1 Combustível renovável 1.2 Tomando-se como exemplo a produ ç ão dos 7,2 milhões de biodigestores instalados na China at é dezembro 1979, a energia gerada por eles equivalente a cinco "Itaipus" ou 48 milhões de toneladas de carvão mineral. 1.2 Tomando-se como exemplo a produ ç ão dos 7,2 milhões de biodigestores instalados na China at é dezembro 1979, a energia gerada por eles equivalente a cinco "Itaipus" ou 48 milhões de toneladas de carvão mineral.

3 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER 2. Fatores que influenciam na obtenção de um “bom" Biogás: 2.1 Impermeabilidade ao Ar.2.1 Impermeabilidade ao Ar. A decomposição de matéria orgânica na presença de oxigênio produz dióxido de carbono (CO 2 ); na ausência de ar (oxigênio) produz metano. Se o biodigestor não estiver perfeitamente vedado à produção de biogás é inibida. 2.2 Temperatura adequada2.2 Temperatura adequada 2.3 Nutrientes2.3 Nutrientes 2.4 Teor de Água2.4 Teor de Água

4 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER 3. Características do Biogás: "O Biogás é um gás inflamável produzido por microorganismos, quando matérias orgânicas são fermentadas dentro de determinados limites de temperatura, teor de umidade e acidez, em um ambiente impermeável ao ar”."O Biogás é um gás inflamável produzido por microorganismos, quando matérias orgânicas são fermentadas dentro de determinados limites de temperatura, teor de umidade e acidez, em um ambiente impermeável ao ar”.

5 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER 3.1 Gases contidos no do Biogás: CH 4 – 55 a 80%CH 4 – 55 a 80% CO 2 – RestanteCO 2 – Restante Ar (N 2 + O 2 ) – ContaminanteAr (N 2 + O 2 ) – Contaminante H 2 S – de 1000 a ppm (0,01 a 0,15%)H 2 S – de 1000 a ppm (0,01 a 0,15%) H 2 O – saturadoH 2 O – saturado

6 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER 3.2 Capacidade calorífica do biometano (biogás purificado): O poder calorífico do biogás varia de 5000 a 7000 Kcal/m 3.O poder calorífico do biogás varia de 5000 a 7000 Kcal/m 3. O biogás altamente purificado pode alcançar até Kcal/m 3.O biogás altamente purificado pode alcançar até Kcal/m 3. De acordo com Meynell, [1] a energia esperada do metano puro e de Btu/ft 3 ; o gás natural tem energia aproximadamente 10% maior porque contem gases líquidos como butano.De acordo com Meynell, [1] a energia esperada do metano puro e de Btu/ft 3 ; o gás natural tem energia aproximadamente 10% maior porque contem gases líquidos como butano.

7 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER Um metro cúbico de biometano equivale a: 0,613 litro de gasolina0,613 litro de gasolina 0,579 litro de querosene0,579 litro de querosene 0,553 litro de óleo diesel0,553 litro de óleo diesel 0,454 litro de gás de cozinha0,454 litro de gás de cozinha 1,536 quilo de lenha1,536 quilo de lenha 0,790 litro de álcool hidratado0,790 litro de álcool hidratado 1,428 kW de eletricidade1,428 kW de eletricidade

8 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER 3.4 Principais impurezas do Biogás: a)Sulfeto de Hidrogênio – H 2 Sa)Sulfeto de Hidrogênio – H 2 S b)Dióxido de Carbono – CO 2b)Dióxido de Carbono – CO 2 c)Vapor de Água – H 2 Oc)Vapor de Água – H 2 O d)Ar Atmosférico – N 2 + O 2d)Ar Atmosférico – N 2 + O 2 e)Dióxido de enxofre – SO 2e)Dióxido de enxofre – SO 2

9 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER 4. Purificação do biogás: 4.1 Retirada de H 2 S e traços de SO 24.1 Retirada de H 2 S e traços de SO 2 A retirada do H 2 S é necessária devido: a)A sua toxidade; b)A sua acidez que destrói os equipamentos bem como provoca a chuva acida resultante dos gases de combustão do motor.

10 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER Retirada por meio químico a seco. Aplicado em fluxos baixos de Biogás e instalações de menor porte, até 500 Nm3/h.Aplicado em fluxos baixos de Biogás e instalações de menor porte, até 500 Nm3/h. Um leito de palha de aço oxidada é atravessado pelo gás a ser purificado acontecendo as seguintes reações:Um leito de palha de aço oxidada é atravessado pelo gás a ser purificado acontecendo as seguintes reações:

11 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER Fe 2 O 3 + 3H 2 S = Fe 2 S 3 + 3H 2 O Durante o ciclo de purificaçãoFe 2 O 3 + 3H 2 S = Fe 2 S 3 + 3H 2 O Durante o ciclo de purificação 2Fe 2 S 3 + O 2 = 2 Fe 2 O 3 + 3S 2 Durante a regeneração.2Fe 2 S 3 + O 2 = 2 Fe 2 O 3 + 3S 2 Durante a regeneração. 1Kg de oxido de ferro remove 0.64Kg de H 2 S1Kg de oxido de ferro remove 0.64Kg de H 2 S

12 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER Observar que o leito de oxido de ferro pode ser regenerado simplesmente deixando-se passar ar pelo seu interior, devido à reação ser altamente exotérmica deve-se controlar a entrada de ar no leito para evitar incêndios. Será formado enxofre na forma natural muitas vezes fundido pelo calor, onde o mesmo recobre (impermeabiliza) o oxido de ferro o que impossibilita seu re-uso;Observar que o leito de oxido de ferro pode ser regenerado simplesmente deixando-se passar ar pelo seu interior, devido à reação ser altamente exotérmica deve-se controlar a entrada de ar no leito para evitar incêndios. Será formado enxofre na forma natural muitas vezes fundido pelo calor, onde o mesmo recobre (impermeabiliza) o oxido de ferro o que impossibilita seu re-uso;

13 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER Uma regeneração continua do leito pode ser conseguida adicionando-se ao gás a ser purificado um pequeno percentual de O 2 proporcional à concentração de H 2 S existente deste modo as duas reações acima ocorrem simultaneamente.Uma regeneração continua do leito pode ser conseguida adicionando-se ao gás a ser purificado um pequeno percentual de O 2 proporcional à concentração de H 2 S existente deste modo as duas reações acima ocorrem simultaneamente.

14 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER Método de retirada Biológico Destinado a remoção de H 2 S para fluxos elevados de Biogás, entre 200 a 2500 Nm3/h, com capacidade de produzir até 50 toneladas de Enxofre ao dia.Destinado a remoção de H 2 S para fluxos elevados de Biogás, entre 200 a 2500 Nm3/h, com capacidade de produzir até 50 toneladas de Enxofre ao dia. Casos de sucesso da aplicação dessa tecnologia são em tratamento de efluentes de indústrias de celulose, destilarias de petróleo, tratamentos de esgotos domésticos municipais e indústrias químicas.Casos de sucesso da aplicação dessa tecnologia são em tratamento de efluentes de indústrias de celulose, destilarias de petróleo, tratamentos de esgotos domésticos municipais e indústrias químicas.

15 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER Características Tecnológicas: Alta eficiência na remoção de H 2 S;Alta eficiência na remoção de H 2 S; Remoção do odor por conversão dos componentes;Remoção do odor por conversão dos componentes; Pequeno tempo para partida do sistema;Pequeno tempo para partida do sistema; Processo robusto;Processo robusto; Operação a pressão e temperatura ambiente;Operação a pressão e temperatura ambiente; Baixo custo operacional;Baixo custo operacional; Produção de enxofre e re-utilização do produto.Produção de enxofre e re-utilização do produto.

16 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER Princípio de Operação: A absorção do H 2 S ocorre em meio levemente alcalino (pH 8-9) permitindo a seguinte reação:A absorção do H 2 S ocorre em meio levemente alcalino (pH 8-9) permitindo a seguinte reação: H 2 S gas + OH- = HS- liquid + H 2 O A fase líquida HS- liquid é direcionada ao bioreator, onde o Sulfeto é oxidado por bactérias, resultando enxofre puro.A fase líquida HS- liquid é direcionada ao bioreator, onde o Sulfeto é oxidado por bactérias, resultando enxofre puro. HS- + ½ O 2 = S 0 + OH-

17 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER Observação: Outros métodos de remoção de H 2 S e SO 2, podem ser aplicados, porém são economicamente inviáveis e na maioria das vezes, geram subprodutos poluentes que devem ser descartados de forma apropriada.Observação: Outros métodos de remoção de H 2 S e SO 2, podem ser aplicados, porém são economicamente inviáveis e na maioria das vezes, geram subprodutos poluentes que devem ser descartados de forma apropriada.

18 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER 4.2 Retirada do CO 2 e N 2 A remoção do CO 2 e N 2 é necessária, visando elevar o poder calorífico do biogás, atingindo valores que atendem integralmente a Resolução ANP-16 equivalendo-se ao gás natural, utilizando-se a técnica da Adsorção por Troca de Pressão – PSA.A remoção do CO 2 e N 2 é necessária, visando elevar o poder calorífico do biogás, atingindo valores que atendem integralmente a Resolução ANP-16 equivalendo-se ao gás natural, utilizando-se a técnica da Adsorção por Troca de Pressão – PSA.

19 JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER Retirada utilizando-se Adsorvedores P.S.A. Através da tecnologia da Adsorção por Troca de Pressão, é possível remover o CO 2 e o N 2 do Biogás, por simples diferença de tamanho molecular e eletroafinidade dos gases da mistura, com relação ao adsorvente empregado.Através da tecnologia da Adsorção por Troca de Pressão, é possível remover o CO 2 e o N 2 do Biogás, por simples diferença de tamanho molecular e eletroafinidade dos gases da mistura, com relação ao adsorvente empregado. A água é totalmente adsorvida, resultando em um gás seco.A água é totalmente adsorvida, resultando em um gás seco.

20 SECADOR REFRIGERAÇÃO FILTROS MF SMF AU COLUNA A COLUNA B COMPRESSOR DE CH 4 OPCIONAL BIOMETANO P/ CONSUMO SMF COLUNA C RESERVATÓRIO DE CH 4 FILTRO H 2 S FILTROS FILTRO SILOXANO ENTRADA DE BIOGÁS COMPRESSOR RADIAL COMPRESSOR DE BIOGÁS ENXOFRE CO 2 BOMBA DE VÁCUO PURIFICADOR DE BIOGÁS JANUS & PERGHER JANUS & PERGHER

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25 Bibliografia: SEIXAS, Jorge. "Construção e Funcionamento de Biodigestores", Jorge Seixas, Sérgio Folle e Delomar Machetti. Brasília, EMBRAPA - DID, p. (EMBRAPA - CPAC. Circular técnica, 4).SEIXAS, Jorge. "Construção e Funcionamento de Biodigestores", Jorge Seixas, Sérgio Folle e Delomar Machetti. Brasília, EMBRAPA - DID, p. (EMBRAPA - CPAC. Circular técnica, 4). [1] Meynell, P-J. (1976). Methane: Planning a Digester. New York: Schocken Books. pp [1] Meynell, P-J. (1976). Methane: Planning a Digester. New York: Schocken Books. pp Wellinger and Linberg (2000)Wellinger and Linberg (2000) Capstone turbine corp (2000)Capstone turbine corp (2000) Koln an Neilsen (1997)Koln an Neilsen (1997)


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