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 2017-07-10T18:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosangela Dala Possa.pdf: 2685580 bytes, checksum: 3b608d2924c5b2e0f11e3d8e887cdca5 (MD5) Previous issue date: 2013-02-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In recent years, the use of anaerobic bio-digestion systems for the treatment of wastes from agro-industrial activities has been intensified. The main products of bio-digestion are biogas and bio-fertilizer. Biogas is composed mainly of methane (CH4), carbon dioxide (CO2), hydrogen sulfide (H2S) and ammonia (NH3), which in most cases is used as fuel for powering stationary engines. In these cases, the presence of CO2, H2S and NH3, undermines the viability of its use as fuel because it reduces the calorific potential and lifetime of engines. In this context, the study aimed to develop and evaluate an alternative technology for purification of the methane contained in biogas from anaerobic digestion of swine manure. Therefore, the methodology contemplated the technological foresight inherent in matter (removal / purification of biogas), identifying advantages / disadvantages, design / construction of alternative technology (prototype) and its installation on a rural property for the purpose of operational testing. The results demonstrate the technical and economical viability for implementation in a real situation. For the corrosive components the reduction of 96% for H2S and of 83,1% for NH3 was achieved, beyond 6% CO2 reduction. The result was the increasing of methane concentration which reached 75% enabling the use of the biogas as a fuel. / Nos últimos anos, tem sido intensificado o uso de sistemas de biodigestão anaeróbica, para o tratamento dos dejetos das atividades agroindustriais. Os principais produtos da biodigestão são biogás e biofertilizante. O biogás é constituído, principalmente, de metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), gás sulfídrico (H2S) e amônia (NH3), o qual, na maioria dos casos é utilizado como combustível para acionamento de motores estacionários. Nesses casos, a presença de CO2, H2S e NH3, comprometem a viabilidade do seu uso como combustível, pois reduz o potencial calorífico e a vida útil dos motores. Neste contexto, o trabalho teve como objetivo desenvolver e avaliar uma tecnologia alternativa para purificação do metano contido no biogás proveniente da digestão anaeróbica de dejetos de suínos. Para tanto, a metodologia contemplou a prospecção tecnológica inerente ao assunto (remoção/purificação de biogás), a identificação de vantagens/desvantagens, o projeto/construção da tecnologia alternativa (protótipo) e a sua instalação numa propriedade rural para efeitos de testes operacionais. Os resultados, demonstram a viabilidade técnica e econômica para implementação na situação real. Especificamente foi alcançada uma redução para os componentes corrosivos (96% para o H2S e 83,1% para a NH3), além de 6% de redução do CO2. A consequência disso foi o aumento da concentração do metano que atingiu 75% viabilizando a utilização do biogás como combustível.

O presente trabalho realizou o estudo dos principais problemas dos motores movidos a biogás e das principais tecnologias de purificação do biogás em biometano. Para tanto, foram avaliados vários tipos de motores movidos a biogás e estudadas possíveis modificações para aumentar, consideravelmente, sua vida útil. Na purificação do biogás para produção de biometano, foram estudadas as mais diversas tecnologias disponíveis no mercado e na literatura, além da realização de um estudo de caso para melhoria da tecnologia no processo de purificação de biogás, ou seja, a biometanização utilizada na Granja Haacke. A configuração atual de purificação de biogás ocorre via processo físico-químico, utilizando uma coluna de limalha de ferro oxidada, para remoção da fração grosseira, principalmente, do H2S. A ocorrência de falhas ou manutenção desta fase do processo provoca a interrupção da operação. A segunda etapa de purificação consiste na utilização de duas colunas de adsorção tipo Pressure Swing Adsorption (PSA), cuja função é remover a fração resultante de CO2 da composição do biogás. Pode-se concluir que, a melhor proposta de upgrade para o estudo de caso seria introduzir, no início do processo, uma torre de biodessulfurização de biogás Thiobacillus ferroxidans, seguida de duas colunas de limalha de ferro oxidado, montadas em paralelo, para remoção de H2S e CO2, mantendo toda a configuração posterior para remoção da fração fina. Com isto, o sistema ficará, consideravelmente, ecoeficiente, pois reduzirá a produção de inservíveis, aumentando a vida útil dos filtros. / This investigation aimed to accomplish the study of the major problems of engines operating with biogas and the main purification technologies in biomethane. Therefore, was evaluated several types of engines operating with biogas and studied possible changes to improve significantly the lifetime. In the purification of biogas to produce biomethane, was studied several technologies available in the market and in literature, besides to accomplish a case study to improve the purification process, that is, the biomethanization used in Granja Haacke. The current configuration of biogas purification is via physical-chemical process using a rusty column iron for removal of the coarse fraction mainly H2S. The occurrence of faults or maintenance of this stage of the process causes the stop operation. The second step purification use two Pressure Swing Adsorption (PSA) columns whose function is to remove the resulting fraction of CO2 from biogas composition. We can conclude that the best proposal to case study upgrade would be introduced at the beginning of the process a biogas desulphurization tower of the Thiobacillus ferroxidans followed by two columns of rusty column iron mounted in parallel for removing H2S and CO2, and thus keep all subsequent setting for the fine fraction removal. With this the system will be considerably ecofriendly because will be reduced the scrap production increasing the lifetime of the filters.