Submitted by FERNANDA DA SILVA VON PORSTER (fdsvporster@univates.br) on 2014-09-22T18:04:01Z No. of bitstreams: 3 license_text: 22113 bytes, checksum: 449be06104264f68e4c3e35147dfb393 (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) 2014FábioFernandesKoch.pdf: 2968286 bytes, checksum: 0b433f58e486f92bd6b8d79f9e2ced7a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Lisboa Monteiro (monteiro@univates.br) on 2014-09-29T13:15:43Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_text: 22113 bytes, checksum: 449be06104264f68e4c3e35147dfb393 (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) 2014FábioFernandesKoch.pdf: 2968286 bytes, checksum: 0b433f58e486f92bd6b8d79f9e2ced7a (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-29T13:15:43Z (GMT). No. of bitstreams: 3 license_text: 22113 bytes, checksum: 449be06104264f68e4c3e35147dfb393 (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) 2014FábioFernandesKoch.pdf: 2968286 bytes, checksum: 0b433f58e486f92bd6b8d79f9e2ced7a (MD5) / A contínua produção de resíduos orgânicos e a crescente demanda de energia figuram entre os principais problemas ambientais da sociedade moderna. Neste contexto, fontes renováveis de energia apresentam-se como alternativa aos combustíveis fósseis, como o caso do biometano. O presente estudo objetivou a viabilidade técnica quanto à obtenção de biometano através da purificação de biogás em meio aquoso desenvolvido pelo Consórcio Verde Brasil. Avaliou-se as condições operacionais do sistema de purificação de biogás quanto aos parâmetros de temperatura e pressão, as propriedades físico-químicas como o poder calorífico superior (PSC), índice de Wobbe, e densidade, bem como a determinação da concentração de CH4, CO2, O2, N2, H2S, além de outros gases pesados e compostos de enxofre, bem como o enquadramento do biometano quanto aos parâmetros legais vigentes. A avaliação foi realizada através o estudo de caso do projeto realizado pelo Consórcio Verde Brasil em quatro momentos distintos de amostragem. As técnicas de determinação empregadas foram a análise via cromatografia em fase gasosa e o emprego de analisador portátil junto a unidade experimental. Amostras de biometano expressaram a concentração de gás metano entre 96,41 a 98,56%, demonstrando que o processo de purificação proporcionou elevação da concentração em média de 18,0%. Destaca-se que o processo de purificação proporcionou redução de 99,60% da concentração de CO2, o que impactou diretamente na elevação de 18,16% do PSC, atingindo valores de 36,17 MJ/Nm3, além de elevar em 28,54% o índice de Wobbe e de proporcionar a redução da densidade do biometano. A eficiência do processo de dessulfurização pode ser evidenciada com base nos resultados que expressaram ausência de gás sulfídrico e demais compostos de enxofre. Condições ideais do sistema foram obtidas com temperatura da água de lavagem a 9,0 °C e pressão de 10,5 bar. Os resultados obtidos demonstram conformidade de enquadramento parcial perante a Portaria N° 16 de 2008 da ANP para os parâmetros de PSC, índice de Wobbe, concentração de metano, gases inertes, gás carbônico e gás sulfídrico. No entanto, a concentração de oxigênio para as amostras analisadas expressaram resultado acima do tolerado, não permitindo o atendimento aos requisitos vigentes.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-11T15:00:41Z No. of bitstreams: 2 Comissionamento e Produ+º+úo de Biog+ís a partir de v+írios Res+¡duos.pdf: 3080059 bytes, checksum: e78f28e94a078bd5f41cde199f70da34 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-11T15:00:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Comissionamento e Produ+º+úo de Biog+ís a partir de v+írios Res+¡duos.pdf: 3080059 bytes, checksum: e78f28e94a078bd5f41cde199f70da34 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-09-14 / CAPES / A preocupação ambiental é tema recorrente nas últimas décadas não só por ambientalistas, como também pelos setores industriais e empresariais. Diante dessa preocupação são tomadas medidas de preservação do meio ambiente. As fontes de energias renováveis têm sido o alvo de pesquisa por vários estudiosos, bem como de diversas indústrias pela necessidade da preservação do meio ambiente como também para manter o conforto conquistado pelo desenvolvimento tecnológico. Dessas destaca-se a produção de biodiesel, o qual no Brasil desde 2010 é obrigatório à adição de 5% de biodiesel no óleo diesel convencional consumido no país (Resolução n° 06/2009, da ANP), com produção de 2,4 bilhões de litros em 2011. A produção do biodiesel gera como resíduo a glicerina denominada bruta ou residual que não está apropriado para sua utilização em setores industriais convencionais. Para cada 1 L de biodiesel produzido são gerados 100 mL dessa glicerina, que constitui um produto de tratamento oneroso e que se encontra em excesso nas usinas de biodiesel, constituindo um considerável passivo ambiental. Por outro lado, os abatedouros de bovinos, por exemplo, geram uma carga orgânica elevada uma vez que a relação de dejetos/animal abatido é em média 15 kg, o que causa alto impacto ambiental, notadamente aos recursos hídricos, sendo fundamental o aproveitamento desse material para a geração de biogás. Somado a esse tipo de indústria, nas atividades industriais, agroindustriais, pecuárias, rede hoteleira, restaurantes industriais, pousadas, residências, a geração de resíduos mostra-se bastante expressiva, podendo ser tão impactantes quanto aqueles de matadouros ou glicerina residual se mal administrados. Uma das alternativas para utilização consciente desses resíduos é a obtenção de energia limpa e renovável como a produção de biogás, gás combustível oriundo da digestão microbiana anaeróbia de resíduos orgânicos. Contudo, a depender da matéria orgânica, o biogás pode apresentar um poder calorífico variável devido à concentração de metano. A composição média do biogás apresenta 44-65% de metano, 44-55% de dióxido de carbono e 1% de mistura de outros gases. Por isso, o objetivo deste trabalho foi de estudar a produção biogás em seus diversos parâmetros: composições variáveis de resíduos orgânicos, como a glicerina bruta oriunda do biodiesel, resíduos de matadouros; sais nutrientes, temperatura, comissionamento de biodigestores e purificação do biogás. Como resultado, projetou-se um biodigestor com capacidade para 6.000 L de resíduo acoplado a um gasômetro móvel que está sendo testado em uma pousada praieira. Além disso, foram feitos testes de purificação química do biogás, obtendo-se 97% de metano, ou seja, o biometano.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:59:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11198_Dissertação final Juçara de Jesus Monteiro de Galiza- PPGDS-07.pdf: 5759242 bytes, checksum: 5d7c3fd96631d09eaa4603dbd35c3a91 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / A utilização de biogás proveniente de digestão anaeróbia de resíduos sólidos urbanos apresenta-se como uma importante opção para diversificar a matriz energética brasileira, além de contribuir para reduzir o impacto dos resíduos sólidos no meio ambiente. Assim, este estudo objetiva estimar a capacidade de oferta de biogás proveniente dos aterros sanitários do estado do Espírito Santo a fim de avaliar seu potencial energético para geração de energia elétrica. Analisa, também, as possibilidades regulatórias de comercialização e uso desse recurso no Brasil, especialmente no Espírito Santo e em suas macrorregiões. No que diz respeito à metodologia, emprega, em sua fase quantitativa, a coleta de informações em aterros sanitários em operação e a projeção de geração de resíduos para o Espírito Santo para inserção em modelo matemático denominado LandGEM, recomendado pela United States Environmental Protection Agency para previsão do potencial de geração de biogás. Em sua fase qualitativa de análises regulatórias de comercialização de energia a partir do biogás, utiliza pesquisa documental e bibliográfica. Realiza também entrevistas com representantes do setor energético e de usinas termoelétricas que operam com o biogás de resíduos sólidos urbanos no Brasil. Os resultados indicam que a energia disponível para abastecimento no período de 2016 a 2035 é de aproximadamente 3,17 x 109 kWh (média anual de 158.687MWh/ano capaz de atender até 88.160 residências). A análise regulatória constata que esse potencial também encontra viabilidade para aplicação em caráter experimental e industrial, assim como para uso dedicado e para combustível veicular em frotas cativas. Constata também que, atualmente, o marco regulatório nacional inviabiliza a utilização desse recurso para injeção na rede de gás natural.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-28T22:54:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Paula Lobo Accioly.pdf: 3604355 bytes, checksum: 04c452fb98abcccc8a86d838ea82aa1d (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-06T17:29:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Paula Lobo Accioly.pdf: 3604355 bytes, checksum: 04c452fb98abcccc8a86d838ea82aa1d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-06T17:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Paula Lobo Accioly.pdf: 3604355 bytes, checksum: 04c452fb98abcccc8a86d838ea82aa1d (MD5) Previous issue date: 2017-06-08 / CAPES / O biogás é um biocombustível oriundo da decomposição de substratos orgânicos biodegradáveis. A energia resultante do biogás é muito importante, uma vez que é uma fonte alternativa ao gás natural, reduzindo-se os impactos ambientais associados as emissões excessivas de gás carbônico na atmosfera. Em geral, a composição do biogás varia de 40-75% de CH₄, 15-60% (v.v⁻¹) de CO₂ e impurezas. Em virtude do alto teor de CH₄, é possível enriquecer esse biocombustível removendo-se o gás carbônico e, por conseguinte, elevando-se o percentual volumétrico de CH₄. O enriquecimento do conteúdo de CH₄ produz o biometano, substituto renovável do gás natural. A separação entre CH₄/CO₂ do biogás é plausível através da adsorção sob variação de pressão (PSA, Pressure Swing Adsorption). Um importante fator dessa tecnologia é o adsorvente e dentre vários materiais em uso há o carvão ativado (AC). O AC tem boas características texturiais, baixo custo e é de produção simples, no entanto outros adsorventes apresentam capacidades adsortivas de gás carbônico superiores ao AC. Considerando que o CO₂ tem característica ácida, impregnou-se o AC em soluções de hidróxido de K, Ca e Mg a 1,0M e Na a 1,0 e 0,1M, separadamente para melhorar a capacidade de adsorção de CO₂ do carvão ativado puro. A pesquisa consistiu em comparar as características dos carvões modificados, as capacidades dinâmicas de CO₂ e avaliar a dinâmica de adsorção de gás carbônico na coluna com o carvão de melhor desempenho adsortivo de CO₂. O sistema consistiu em coluna adsorvedora com 28mm de diâmetro e 187mm de altura que operou a temperatura, pressão e vazão de mistura gasosa semelhante ao biogás de 0,1MPa, 297 K e 0,0033L.s⁻¹, nessa ordem. Os resultados das caracterizações demonstram que a impregnação alcalina reduziu as propriedades texturiais dos carvões ativados. A dinâmica de adsorção exibe a retenção de CO₂ e a difusão de CH₄ por entre o leito para todos os carvões. As análises das capacidades de adsorção de CO₂ exibem a seguinte ordem crescente dos AC em relação à carga de CO₂, a pressões parciais de CO₂ maiores que 0,04MPa: AC-Mg(OH)₂(1,0M)<AC-KOH(1,0M)<AC<AC-NaOH(0,1M), com capacidades de CO₂ de 0,62 0,80, 0,96 a 0,05MPa e 1,29mol.kg⁻¹ a 0,04MPa, respectivamente. Portanto, o carvão ativado tratado em hidróxidos de sódio a 0,1M têm maior capacidade de CO₂ em relação ao AC puro. A modelagem da isoterma de adsorção de CO₂ para o AC-NaOH(0,1M) permitiu a determinação da capacidade máxima de adsorção desse gás de 2,57mol.kg⁻¹. A modelagem da transferência de CO₂ resultou em perfis de concentração que reproduzem os dados experimentais. Essa pesquisa tem relevância, pois contribui ao desenvolvimento de adsorventes e processos adsortivos mais eficientes para remoção do dióxido de carbono em mistura de CH₄/CO₂, promovendo o melhoramento da tecnologia PSA e o refino de biogás. / Biogas is a biofuel produced from the anaerobic decomposition of organic matter. Energy from biogas is very important once it is an alternative to fossil fuel energy and it is renewable, which reduces environmental impacts relative to extreme emissions of carbon dioxide to the atmosphere. In general, biogas composition consists of 40-75% (v.v⁻¹) of CH₄, 15-60% (v.v⁻¹) of CO₂ and impurities. In virtue of its high methane load, it is possible to enhance biogas by the removal or reduction of its carbon dioxide and, hence, increase its volumetric percentage of methane to 95% or more. This methane enrichment results in the production of biomethane that is a renewable natural gas. Biogas methane/carbon dioxide separation is plausible by Pressure Swing Adsorption (PSA). An important factor to this technology is the type of adsorbent used and among many materials is the activated carbon (AC). ACs have good textural characteristics, they are inexpensive, and of simple production, however other adsorbents have higher carbon dioxide adsorption capacity. Due to the carbon dioxide acid characteristic, AC was submitted to impregnation with hydroxide solutions of K, Ca, Mg 1.0M and sodium hydroxide at 0.1 and 1.0M solutions, separately in order to improve unmodified AC CO₂ adsorption capacity. The research objective consisted in comparing the AC characteristics, assessing the carbon dioxide dynamic capacity and evaluate the adsorption dynamics while using a packed bed column adsorber. The adsorption system consists of a packed-bed column with 28mm of diameter and 187 mm in height, which operated at pressure, temperature and in-gas flow similar to biogas of 0.1MPa, 297K and 0.0033L.s⁻¹, respectively. The characterization results demonstrated that alkaline impregnation of the AC reduced the textural properties of the AC. The adsorption studies exhibited the capture of carbon dioxide and the diffusion of methane gas through the packed bed for all the AC. The evaluation of the carbon dioxide capacity of each AC suggests the following increasing order of the AC regarding the load of CO₂, at partial pressures superior to 0,04MPa: AC-Mg(OH)₂(1,0M)<AC-KOH(1,0M)<AC<AC-NaOH(0,1M), with CO₂ capacity of 0,62, 0,80, 0,96 at 0,05MPa and 1,29mol.kg⁻¹ at 0,04MPa, respectively. Therefore, activated carbons modified with sodium hydroxide obtained a higher carbon dioxide capacity in relation to the pure activated carbon. By modeling the carbon dioxide isotherm for the AC-NaOH(0,1M) the maximum capacity was determined, which is 2,57mol.kg⁻¹. The adsorbate mass transfer was also modeled and the simulation of the concentration profiles reproduced the experimental results. This research is relevant, in which it contributes to the elaboration of adsorbents and operation of packed bed adsorption process for a more efficient carbon dioxide capture from CH₄/CO₂ mixture, and thus promotes the PSA technology and the production of biomethane.

A exploração energética do biogás é dominada desde tempos remotos, e tem contribuído, mesmo que em pequena escala, para a diversificação das matrizes energéticas de muitos países, a partir da premissa da expansão no uso das energias renováveis. Mais recentemente, a necessidade de aprimoramento da gestão de resíduos e questões como a segurança no suprimento energético e mudanças climáticas impulsionaram o refinamento de técnicas de purificação de biogás, com o objetivo de produzir o biometano, potencial substituto do gás natural de origem fóssil. É de interesse desta pesquisa a purificação de biogás de aterros e sua utilização como combustível veicular e injeção em gasodutos, uma vez que o recente desenvolvimento de projetos no Brasil se dá a espelho do que ocorre em países desenvolvidos, apesar de os setores de saneamento e energia brasileiros apresentarem características distintas. O estágio de desenvolvimento atual da exploração do biometano na Alemanha, Reino Unido e Suécia foi identificado através de revisão de literatura e análise documental. O resultado foi confrontado com o contexto atual, perspectivas atuais e futuras para este recurso no Brasil, considerando em especial, a Política Nacional de Resíduos Sólidos, os planos de desenvolvimento do setor energético nacional, e políticas estaduais do Rio de Janeiro e São Paulo, que tratam especificamente da promoção do uso do biogás. As condicionantes verificadas em nível nacional e regional foram então classificadas enquanto barreiras e oportunidades para a exploração do biometano obtido a partir de gás de aterros. Como resultado, a pesquisa identificou que a implantação de mecanismos de incentivo e a definição dos usos finais selecionados em função da infraestrutura disponível foram indutores do desenvolvimento deste recurso nos países selecionados. A verificação do cenário atual de desenvolvimento do biometano de gás de aterros no Brasil demonstra que, apesar de não apresentar potencial energético significativo e a regulação em vigor limitar suas aplicações, seu desenvolvimento pode ser uma alternativa para, em última análise, contribuir para a melhoria das condições sanitárias vigentes no país. / Biogas as an energy source has been explored since ancient times, and has contributed, if only to a small degree, to diversify the energy mix of many countries, based on the increased use of renewable energy. Recently, the need to improve waste management and issues such as power supply safety and climate change, have driven the development of biogas purification techniques to produce biomethane, a potential substitute for fossil-based natural gas. The focus of this research is the purification of landfill biogas, its use as a fuel for vehicles and injecting it into gas pipelines, since the recent development of projects in Brazil reflect those in developed countries, even though the Brazilian sanitation and energy sectors present distinct characteristics. The current development stage of biomethane investigations in Germany, United Kingdom and Sweden, were analyzed by reviewing literature and examining documents. The result was compared with the actual situation of this resource in Brazil, as well as current and future perspectives based mainly on the National Solid Waste Policy, the development plans for the national energy sector and state policies for Rio de Janeiro and São Paulo that specifically deal with promoting the use of biogas. National and regional constraints were verified and classified in relation to challenges and opportunities for use of biomethane obtained from landfill gas. As a result, the research revealed that the implementation of incentive mechanisms and the definition of selected end uses based on the available infrastructure are drivers for the development of this resource in the selected countries. Analysis of the current scenario of biomethane development from landfill gas in Brazil demonstrates that, even though it does not present a significant energy potential and current regulations limit its applications, its development could be an alternative, at least, to help improve the prevailing sanitary conditions of the country.

Os sistemas de produção e utilização do biogás podem envolver externalidades positivas como o tratamento de resíduos, a produção de biofertilizante e a redução de emissões de gases de efeito estufa. Além disso, possibilitam o desenvolvimento do potencial energético desta fonte renovável, que pode ser aproveitada por meio da geração de energia elétrica ou pela produção de biometano, combustível obtido pela purificação do biogás, e que é similar ao gás natural. Nesse contexto, o objetivo desta dissertação é detalhar estas estratégias e compará-las para o caso brasileiro. Busca-se identificar o uso mais desejável do biogás no contexto do setor energético nacional, considerando as características da fonte e sua relação com a situação atual e as perspectivas dos mercados de eletricidade e gás. Para isso, inicialmente é realizada uma revisão das tecnologias de aproveitamento do biogás e são discutidas as vantagens de se identificar um uso que possa se tornar prioritário, capaz de reunir em si os incentivos para a expansão dessa fonte na matriz energética. Argumenta-se que o desenvolvimento de uma indústria local e de projetos bem-sucedidos, necessários ao fortalecimento do biogás no Brasil, podem ser alcançados por meio da criação de mecanismos de fomento específicos para uma estratégia, que sejam claros e de longo prazo. Em seguida, a evolução desse setor na Alemanha e na Suécia é avaliada, observando-se que políticas de direcionamento da utilização do biogás conduziram o mercado, tendo como consequência sistemas voltados, respectivamente, à geração de energia elétrica e à produção de biometano para uso veicular. Baseada na definição de política energética, a comparação entre a produção de eletricidade e de biometano a partir do biogás no Brasil é apresentada segundo os critérios: segurança no abastecimento, preço da energia, balança entre importações e exportações, infraestrutura, e aspectos ambientais. As conclusões apontam para o biometano como um uso promissor da energia do biogás no país em termos da redução de importações e em projetos de grande escala próximos à infraestrutura de gás natural, mas com barreiras a serem superadas principalmente quanto a competitividade em plantas menores e distantes dos gasodutos. A produção de energia elétrica, por outro lado, tem incentivos e mecanismos de comercialização estabelecidos e pode ser competitiva principalmente se exploradas suas características de energia firme e flexibilidade, mesmo em um contexto de concorrentes renováveis de grande potencial e em crescimento. / Biogas production systems may involve positive externalities such as waste treatment, biofertilizer production and the reduction of greenhouse gases emissions. Besides, they enable the use of its renewable energy potential, which can generate electricity or produce biomethane. Biomethane is obtained from biogas upgrading and it is similar to natural gas. This study details these strategies and compare them for the Brazilian case, with the aim of identifying if there is one optimal solution for biogas utilization within the context of the national energy sector, by analyzing the characteristics of biogas and its correlation with the status and the perspectives of the electricity and gas markets in the country. First, the advantages of selecting one alternative of biogas utilization to be the focus of policy instruments and to guide the development of the biogas sector are discussed. It is argued that the development of a local industry and successful projects, required to expand the biogas sector in Brazil, could benefit from technology-specific incentives, designed as clear and long-term mechanisms. The evolution of biogas systems in Germany and Sweden are investigated, and it is observed that the policies implemented in these countries have guided biogas utilization, respectively, to electricity generation and to biomethane use as vehicle fuel. Then, based on the definition of energy policy, five criteria are selected to evaluate and compare electricity and biomethane production from biogas in Brazil: security of supply, energy price, balance of trade, infrastructure, and environmental aspects. It can be concluded that, although biomethane can have a positive impact reducing natural gas imports especially in large-scale projects close to pipeline infrastructure, it also has many barriers to overcome, including its adaptation to small-scale units and the limitation of infrastructure. Electricity generation is a more established alternative that can be feasible if its capacity to provide baseload and flexibility are properly evaluated, even facing the competition of other renewable technologies with low-cost and large potential in the country.

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2017-08-31T14:56:49Z No. of bitstreams: 2 Victor Bruno Canever.pdf: 1482142 bytes, checksum: 5ea5ec70f5f38d4308c87bc5ea3bf8d2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-31T14:56:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Victor Bruno Canever.pdf: 1482142 bytes, checksum: 5ea5ec70f5f38d4308c87bc5ea3bf8d2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-10 / Biogas from anaerobic digestion for energy production proposal has being increasing globally in recent years. Biogas from anaerobic digestion is seen as a good alternative for the production of electric power, heat and fuels. And an almost unanimous goal, worldwide speaking is the research for processes that upgrade biogas into bio methane. The majority of biogas produced in Brazil is used in rural areas as heat source, using in direct combustion or to produce off-grid electric power, and the lack of filtration processes could damage the equipment where the pure biogas are being used. This work studied CO2 and H2S removal from biogas produced from swine`s manure, using a low-cost, and low pressure, water scrubber prototype. It was used three water based solutions as filtering element: pure water, iron sulphate III in water solution at 4,0 g/l (or 0,01mol/l) and sodium carbonate in water solution at 10,0 g/ l (or 0.094 mol/l). Upgrading around 40 % on CO2 and 70 % on H2S were achieved using pure water, upgrading around 30 % on CO2 and 75 % on H2S were achieved using iron sulphate III in water solution and an upgrade around 55 % on CO2 and 99 % on H2S were achieved using sodium carbonate in a water solution. The upgrade process efficiency is highly time dependent and a good upgrade results, during the time, were achieved using sodium carbonate in a water solution. / O uso de digestores anaeróbios para a produção de gás combustível tem aumentado mundialmente nos últimos anos. O biogás via digestão anaeróbia é visto como uma boa alternativa para a produção de energia elétrica, calor e combustíveis. Um objetivo quase unânime a nível mundial, é a busca por processos que transformem o biogás em biometano. A maior parte do biogás produzido no país é destinado ao uso rural, na queima direta ou no uso para a produção de energia elétrica off-grid e a ausência de processos de filtragem danificam ao longo do tempo os equipamentos em que o biogás in natura é utilizado. Esse trabalho estudou a remoção de CO2 e H2S do biogás proveniente de dejetos suínos, utilizando um protótipo de baixo custo de lavador de gás de baixa pressão. Foram utilizadas três soluções em água como elemento filtrante, água pura, sulfato de ferro III diluído em água a uma concentração de 4,0 g/l (ou 0,01mol/l) e carbonato de sódio diluído em água a 10,0 g/ l (ou 0.094 mol/l). Remoções na ordem de 40 % para o CO2 e 70 % para o H2S foram alcançadas com água pura, remoções na ordem de 30 % para o CO2 e 75 % para o H2S foram alcançadas com sulfato de ferro III diluído em água e remoções na ordem de 55 % para o CO2 e 99 % para o H2S foram alcançadas com carbonato de sódio diluído em água. Os resultados são altamente dependentes do tempo e, remoções de grandes quantidades de impurezas ao longo do tempo foram alcançadas com o carbonato de sódio.

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoRovianBertinatto.pdf: 1926860 bytes, checksum: c7c01fd0d065212573f2db62e9ff5a6f (MD5) Previous issue date: 2014-02-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The implementation of digesters for waste material treatment in rural properties, as well as the use of the biogas that is generated on the making of mechanical energy, has increased and alongside with it the necessity of understanding the influence of this fuel in internal combustion engines. This study aims to analyze the filtered biogas influence on contaminating and degrading the lubricating oil and the engine. Lubricating oil samples were collected on every 75 hours of engine operation, and, after they had been correlated among themselves and with new oil samples, it was possible to determine the elements that contaminate and degrade the engine after hours of engine working. Therefore, it was possible to notice that the hydrogen sulphide influences the lubricating oil and engine performance. Among the metals it was possible to identify that the copper concentration exceeded the maximum recommended levels, and the elevation of its concentration was related to the elevation of lead and tin, mainly after 375 Hm. As for the additives, the magnesium variation levels affected the lubricant perfomance. By monitoring the quality of the lubricant is possible to increase the oil change interval in 50%, which results in a 33.3% save regardomg the lubricant cost every worked hour / A crescente implantação de biodigestores para tratamento de resíduos nas propriedades rurais, e a utilização do biogás gerado na produção de energia mecânica, trouxe a necessidade de se conhecer a influência da utilização deste combustível nos motores de combustão interna. Este trabalho teve como objetivo analisar a influência da utilização do biogás filtrado na contaminação e degradação do óleo lubrificante, desgaste e corrosão do motor. Amostras de óleo lubrificante foram coletadas a cada 75 horas de funcionamento do motor, e após correlacionadas dentre elas e com a amostra de óleo novo, determinando os elementos presentes no biogás que contribuem para a contaminação e degradação do óleo lubrificante, como também o desempenho do lubrificante no decorrer das horas trabalhadas e o desgaste do motor. Os resultados demostram que o gás sulfídrico influencia no desempenho do óleo lubrificante e no desgaste do motor. Dentre os metais foi identificado que a concentração de cobre excedeu o máximo recomendado pela literatura, e a elevação da sua concentração teve relação com a elevação de chumbo e estanho, principalmente após as 375 hM. Em relação aos aditivos, foi a variação das concentrações de magnésio que impactou no desempenho do lubrificante. Através do monitoramento da qualidade do lubrificante é possível estender o intervalo de troca de óleo do motor do presente estudo em 50%, resultando em uma economia de 33,3% no custo do lubrificante por hora trabalhada.

Orientador: Prof. Dr. Reynaldo Palacios Bereche / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2016. / A produção de biometano a partir dos resíduos sólidos orgânicos urbanos (RSOU) e resíduos sólidos orgânicos agrossilvopastoris se apresenta como uma alternativa de grande interesse, uma vez que contribui com a diversificação da matriz energética do país e também no fomento ao desenvolvimento da Geração Distribuída baseada na biomassa, ao mesmo tempo em que se promove a inserção de tecnologias para eficiência energética na indústria. Não obstante, a introdução da vinhaça, produto do setor canavieiro, também se mostra como uma alternativa interessante para a produção de biometano. Assim, o presente trabalho tem como objetivo principal avaliar a produção e utilização do biometano a partir do biogás produzido em biodigestores anaeróbios considerando como substratos RSOU, Silagem de milho em co-digestão com dejetos de suínos e vinhaça. Para este fim foi feita uma revisão técnica detalhada das tecnologias de purificação de biogás. Além disso, foram utilizados os simuladores Aspen Plus ® e Aspen Adsim ® como ferramentas de análise para o estudo das tecnologias de purificação do biogás. Por outro lado, dois estudos de caso foram realizados com a finalidade de verificar a viabilidade energética e econômica. O primeiro estudo é referido à produção de eletricidade a partir do biometano, utilizando como sistema de cogeração motores de combustão interna. O segundo estudo é referido à produção de biometano comprimido. Os resultados mostraram que seria adequado utilizar a tecnologia de lavagem química para o processo de purificação do biogás, já que oferece uma melhor eficiência energética e um menor consumo energético na remoção de CO2 em relação aos processos de purificação de lavagem com água e PSA. Por outro lado, quando utiliza-se a co-digestão de silagem de milho com dejetos de suínos a planta mostrou um melhor desempenho na produção de biogás. Quanto à aplicação do biometano, encontra-se um melhor aproveitamento energético na produção de biometano comprimido quando comparado à produção de eletricidade, já que a produção excedente de calor nos motogeradores não encontra lucro econômico devido ás condições tropicais do país. Conclui-se assim que seria recomendável investir em uma planta produtora de biometano comprimido utilizando silagem de milho com dejetos de suínos como substratos para produzir biogás, devido a que este estudo de caso apresenta um VPL significativamente maior quando comparada a uma planta produtora de energia elétrica. / The biomethane production from Organic Municipal Solid Waste (OMSW) and energy crops are presented as alternatives of great interest as they contribute to the diversification of the energy matrix of the country and also in fostering the development of Distributed Generation based on biomass at the same time as they promote the integration of technologies for energy efficiency in industry. However, the vinasse, a sugarcane industry product, seems an interesting alternative for the production of biomethane. Thus, the aims of this study are evaluation of the production of biomethane from substrates like OMSW, corn silage in co-digestion with pig manure and vinasse. To this end a detailed technical review of biogas purification technologies was made. Moreover, the simulator Aspen Plus ® and Aspen Adsim ® as analytical tools for the study of the technological biogas purification were used. Two case studies were conducted in order to verify the energy and economic viability. The first study analyses the production of electricity from the cogeneration using biomethane system of internal combustion engines. The second study is about the production of compressed biomethane. The results showed that it would be appropriate to use the chemical scrubbing technology for biogas purification process, as it provides better energy efficiency and lower energy consumption in the removal of CO2 in relation to water scrubbing purification processes and PSA. On the other hand, when was used the co-digestion of corn silage with pig manure, the plant showed better performance in the production of biogas. For the application of biomethane, is better use in compressed biomethane production that for the electricity production, since the excess heat in the engine is not economic profit due to tropical conditions of the country. It is therefore concluded that it would be advisable to invest in a production plant of compressed biomethane using corn silage with pig manure as substrates to produce biogas, due to which this case study presents a significantly higher NPV compared to a production plant for electricity.

A exploração energética do biogás é dominada desde tempos remotos, e tem contribuído, mesmo que em pequena escala, para a diversificação das matrizes energéticas de muitos países, a partir da premissa da expansão no uso das energias renováveis. Mais recentemente, a necessidade de aprimoramento da gestão de resíduos e questões como a segurança no suprimento energético e mudanças climáticas impulsionaram o refinamento de técnicas de purificação de biogás, com o objetivo de produzir o biometano, potencial substituto do gás natural de origem fóssil. É de interesse desta pesquisa a purificação de biogás de aterros e sua utilização como combustível veicular e injeção em gasodutos, uma vez que o recente desenvolvimento de projetos no Brasil se dá a espelho do que ocorre em países desenvolvidos, apesar de os setores de saneamento e energia brasileiros apresentarem características distintas. O estágio de desenvolvimento atual da exploração do biometano na Alemanha, Reino Unido e Suécia foi identificado através de revisão de literatura e análise documental. O resultado foi confrontado com o contexto atual, perspectivas atuais e futuras para este recurso no Brasil, considerando em especial, a Política Nacional de Resíduos Sólidos, os planos de desenvolvimento do setor energético nacional, e políticas estaduais do Rio de Janeiro e São Paulo, que tratam especificamente da promoção do uso do biogás. As condicionantes verificadas em nível nacional e regional foram então classificadas enquanto barreiras e oportunidades para a exploração do biometano obtido a partir de gás de aterros. Como resultado, a pesquisa identificou que a implantação de mecanismos de incentivo e a definição dos usos finais selecionados em função da infraestrutura disponível foram indutores do desenvolvimento deste recurso nos países selecionados. A verificação do cenário atual de desenvolvimento do biometano de gás de aterros no Brasil demonstra que, apesar de não apresentar potencial energético significativo e a regulação em vigor limitar suas aplicações, seu desenvolvimento pode ser uma alternativa para, em última análise, contribuir para a melhoria das condições sanitárias vigentes no país. / Biogas as an energy source has been explored since ancient times, and has contributed, if only to a small degree, to diversify the energy mix of many countries, based on the increased use of renewable energy. Recently, the need to improve waste management and issues such as power supply safety and climate change, have driven the development of biogas purification techniques to produce biomethane, a potential substitute for fossil-based natural gas. The focus of this research is the purification of landfill biogas, its use as a fuel for vehicles and injecting it into gas pipelines, since the recent development of projects in Brazil reflect those in developed countries, even though the Brazilian sanitation and energy sectors present distinct characteristics. The current development stage of biomethane investigations in Germany, United Kingdom and Sweden, were analyzed by reviewing literature and examining documents. The result was compared with the actual situation of this resource in Brazil, as well as current and future perspectives based mainly on the National Solid Waste Policy, the development plans for the national energy sector and state policies for Rio de Janeiro and São Paulo that specifically deal with promoting the use of biogas. National and regional constraints were verified and classified in relation to challenges and opportunities for use of biomethane obtained from landfill gas. As a result, the research revealed that the implementation of incentive mechanisms and the definition of selected end uses based on the available infrastructure are drivers for the development of this resource in the selected countries. Analysis of the current scenario of biomethane development from landfill gas in Brazil demonstrates that, even though it does not present a significant energy potential and current regulations limit its applications, its development could be an alternative, at least, to help improve the prevailing sanitary conditions of the country.