Orientador: Prof. Dr. Reynaldo Palacios Bereche / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2016. / No Brasil o setor de saneamento ainda apresenta um déficit significativo no tratamento de resíduos e esgotos. Segundo Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais, no ano 2014 foram coletados no Brasil uma quantidade de 195.233 t/dia de resíduos, representando uma geração per capita de 1,062 kg/habitante/dia. Deste total, apenas 58,4% tem destinação adequada, sendo depositado em aterros sanitários, estes números tornam a gestão dos resíduos um problema nacional. Dentre as rotas tecnológicas para o aproveitamento a gaseificação de resíduos, que possibilita a produção de um gás combustível ou gás de síntese, se apresenta como uma tecnologia com múltiplas vantagens. Entretanto, a avaliação do seu potencial energético e econômico é dificultado pela experiência operacional limitada e dados disponíveis incompletos. Assim, a presente proposta teve como objetivo realizar um estudo da geração de energia elétrica a partir de resíduos sólidos urbanos (RSU) aplicado à cidade de Santo André, Brasil utilizando três tecnologias que desenvolveram o processo de gaseificação de resíduos e que vem operado comercialmente há alguns anos, e que apresentam informação que esta disponível ao público. Estas tecnologias são TPS Termiska Processer AB, Carbogas e Energos. Foram avaliados aspectos específicos de cada tecnologia como: tipo de reator e caraterísticas do combustível, para determinar a linha de produção de CDR (combustível derivado de resíduos) aplicada para cada tecnologia. Assim como os sistemas de limpeza do gás de síntese. A avaliação energética das tecnologias foi realizada utilizando como sistemas de aproveitamento energético, para a produção de energia elétrica, motores de combustão interna e ciclo Rankine simples. A tecnologia que apresentou melhores resultados na análise energética foi a tecnologia Carbogas, atingindo eficiências de 30 % com a configuração usando motores de combustão interna e 25,5 % com a configuração usando ciclo Rankine simples. Foi desenvolvida uma análise econômica baseada na informação disponível, os resultados mostraram que a tecnologia Carbogas obteve custos de produção do MWh menores. Deste modo, os valores atingidos foram de 222,9 (R$/MWh) com a configuração usando motores de combustão interna e 244,7 (R$/MWh) com a configuração usando ciclo Rankine simples. / The sanitation sector in Brazil has a significant deficit in the treatment of waste and sewage. According to Brazilian Association of public cleaning and special waste companies, in 2014 were collected 195.233 t/day of waste in Brazil, representing a per capita generation of 1,062 kg/habit/day. Only 58,4 % of this total has proper disposal, being deposited in landfills, these figures make the waste management a national problem. Among the technological routes for the use of MSW, gasification of waste to produce electricity, presentan interesting technology with numerous advantages. However, evaluation of his energy and economic potential is hampered by the limited operational experience and incomplete available data. Thus, this proposal aims to conduct a study of electricity generation frommunicipal solid waste (MSW) in Santo André, Brasil using three technologies which presented waste gasification process and have operated commercially for a few years, and some data are available. These technologies are TPS Termiska Processer AB, Carbogas and Energos. Were evaluated specific aspects of each technology as: type of reactor and fuel characteristics, to determine the RDF (Refuse Derived Fuel) production line applied for each technology. As synthesis gas cleaning system. Energy analysis was performed using as energy recovery systems, for the production of electricity, an internal combustion engine and the simple Rankine cycle. Who present better results in energy analysis was Carbogas technology, achieving efficiencies of 30 % with setting using internal combustion engines and 25,5 % with setting using simple Rankine cycle. An economic analysis was developed based on the information available, results showed that Carbogas technology got smaller MWh production cost. Thus, achieved values were 222.9 (R$/MWh) with setting using internal combustion engines and 244.7 (R$/MWh) with setting using simple Rankine cycle.

Orientadora: Profª. Drª. Ana Maria Pereira Neto / Coorientadora: Profª. Drª. Juliana Tófano de Campos Leite Toneli / Coorientador: Prof. Dr. Fábio Minoru Yamaji / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, Santo André, 2018. / O reuso e a reciclagem de produtos encontrados em resíduos sólidos urbanos (RSU) são preferíveis à recuperação energética, no entanto, não é possível reciclar e reutilizar 100% dos produtos. Quando a reciclagem e o reuso são inviáveis, dependendo das propriedades combustíveis dos produtos rejeitados, estes podem ser processados e empregados como combustível derivado de resíduo (CDR). Diante do exposto, este trabalho avaliou o potencial de recuperação energética de RSU oriundos do processo de triagem manual de produtos recicláveis (resíduos sólidos recicláveis descartados) da cidade de Santo André ¿ SP, visando o aproveitamento através do seu uso como CDR. As metodologias deste trabalho contemplaram a caracterização de resíduos descartados e incluíram visitas técnicas ao aterro sanitário do município para adequação da infraestrutura de coleta e processamento dos resíduos, e também o desenvolvimento de metodologia de preparo de amostras para análise elementar de cinzas em microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva de raios-X. Ressalta-se que a caracterização de resíduos sólidos recicláveis descartados de Santo André nunca fora realizada, o que confere importância das metodologias estabelecidas neste trabalho. Os resultados denotaram que os resíduos avaliados apresentam um excelente potencial de recuperação de energia (PCIbu de 19,86 MJ/kg, 79,70% de materiais voláteis e 8,87% de carbono fixo), com baixo teor de cloro nas cinzas de fundo (11,43%). Além disso, ao avaliar diferentes condições térmicas, observou-se que menores taxas de aquecimento e temperaturas máximas implicaram um maior teor de carvão para duas das condições avaliadas: 5 ºC/min; 400 ºC e 40 ºC/min; 400 ºC. Para as demais condições estudadas de maiores temperaturas máximas de reação (600 ºC), houve uma maior formação de gases e líquidos (óleos) como produtos da pirólise. Com relação à densificação, embora as amostras submetidas à briquetagem não tenham sofrido conformação, o emprego de resíduos sólidos recicláveis descartados como CDR é uma alternativa à destinação de RSU, promovendo recuperação de energia, proporcionando a redução dos passivos socioambientais acarretados pelo acúmulo de resíduos em aterros sanitários. / The reuse and recycling of products found in municipal solid waste (MSW) are preferable than energy recovery, however, it is not possible to recycle and reuse 100% of the products. When recycling and reuse are not feasible, depending on the fuel properties of these rejected products, they can be processed and used as refuse-derived fuel (RDF). Thus, this work evaluated the energy recovery potential of MSW obtained through manual sorting of recyclable products (discarded recyclable solid waste) of Santo André, SP, Brazil, aiming its use as RDF. The methodologies of this work contemplated the characterization of discarded wastes and included technical visits to the municipality landfill, for adjustment of waste collection and processing infrastructure. Also, it was developed a methodology for sample preparation aiming elemental analysis of ash using scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy. It is worth mentioning that the characterization of discarded recyclable solid waste of Santo André has never been performed, which gives importance of the methodologies established in this study. Results showed that the evaluated residues presented an excellent potential for energy recovery (LHVwb of 19.86 MJ/kg, 79.70% of volatile matter and 8.87% of fixed carbon), with low chlorine content in the bottom ash (11.43%). In addition, when evaluating different thermal conditions, it was observed that lower heating rates and maximum temperatures imply a higher carbon content for two conditions: 5 ºC/min; 400 ºC and 40 ºC/min; 400 ºC. For the other studied conditions of higher maximum reaction temperatures (600 ºC), there was a higher formation of gases and liquids (oils) as pyrolysis products. Regarding densification, although the samples submitted to briquetting have not undergone conformation, the use of discarded recyclable solid waste as RDF is an alternative to the destination of MSW, promoting energy recovery, and providing a reduction of socioenvironmental liabilities caused by accumulation of wastes in landfills.