Orientador: Prof. Dr. Carlos Itsuo Yamamoto / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 07/11/2014 / Inclui referências / Área de concentração: Engenharia e ciência de materiais / Resumo: A recuperação de energia das quantidades crescentes de resíduos sólidos será muito vantajosa como fonte de energia sustentável. Atentos às necessidades atuais de novas tecnologias, foi desenvolvido um sistema alternativo de conversão térmica de resíduos sólidos urbanos em um gás energético capaz de ser autossuficiente em sistema de combustão adequado para este tipo de gás. Este estudo teve como finalidade avaliar, em todas as etapas, as possíveis variáveis capazes de influenciar nos resultados de produção de gás combustível derivado de resíduos e em seu sistema de combustão, de acordo com as emissões atmosféricas. O sistema avaliado é composto por um leito de grelhas móveis em câmara horizontal para a gaseificação, acoplada a um sistema de combustão torcional, com capacidade de processar 300 kg/h de RSU. Foi realizado um mapeamento de todas as etapas do processo e foram identificadas quais as melhores condições de formação de gás sintético a partir de RSU sem nenhum tipo de pré tratamento e PCI médio de 7.948 kJ/kg. Neste processo contínuo foi possível produzir um gás com PCI médio de 3.327 kJ/kg à 650 °C. O presente estudo também avaliou o processo quanto às emissões de dioxinas e furanos nos gases que foram coletados diretamente na saída da câmara de combustão, sem nenhum tipo de tratamento, pela técnica de Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas de Alta Resolução, pelo método EPA 023, bem como comparou os resultados obtidos com os encontrados em literatura para o processo de incineração. A média das emissões de dioxinas e furanos obtida pelo processo de gaseificação com reator grelha móvel foi de 0,28 ng/Nm3 expressos em TEQ (Total de Toxicidade Equivalente). Os valores para as emissões destes poluentes obtidos pelo processo de gaseificação estudado, sem ser submetido a nenhum tratamento de gases, foram menores do que os valores máximos permitidos pela legislação brasileira que é de 0,5 ng TEQ/m3. A menor quantidade de emissões de PCDD/Fs em relação à incineração, ocorre devido às diferentes condições de controle de operação, principalmente relacionadas à temperatura, tempo, presença de oxigênio e carbono fixo.
Palavras-chave: Gaseificação, Resíduos, Energia, Gás de síntese / Abstract: Energy recovery of increasing amounts of solid waste will be very advantageous as a source of sustainable energy. Aware of the current needs of new technologies, it was developed an alternative system of thermal conversion of municipal solid waste into a gas capable of being energy self-sufficient in a combustion system suitable for this type of gas. This study aimed to evaluate at all stages, the possible variables that could influence the results of the production of fuel gas derived from waste and its combustion system, according to atmospheric emissions. The system evaluated comprises a bed of moving grates in a horizontal chamber for the gasification, coupled to a swirl burner combustion system, capable of processing 300 kg/h of MSW. A mapping of all stages of the process was done and it was identified which were the best conditions for the formation of synthetic gas from MSW without any type of pretreatment and an average LHV of 7.948 kJ/kg. On this continuous process it was possible to produce a gas with an average LHV of 3.327 kJ/kg at 650 ° C. This study also evaluated the emissions of dioxins and furans in the gases that were collected directly at the exit of the combustion chamber without any treatment, using the technique of Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry High resolution by EPA 023 method and comparing the results with those reported in literature for the incineration process. The average emission of dioxins and furans obtained by the gasification process with the moving grate reactor was 0,28 ng/Nm3 expressed in TEQ (Total Toxicity Equivalent). The values of emissions of these pollutants obtained by the gasification process, without being subjected to any gas treatment were lower than the maximum values allowed by the Brazilian legislation of 0,5 ng TEQ/m3. The smallest amount of PCDD/F in relation to incineration is due to the different conditions of operation control, mainly related to temperature, time, presence of oxygen and fixed carbon.
Keywords: Gasification, Waste, Energy, Synthesis Gas
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/37277 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Lopes, Evandro José |
| Contributors | Yamamoto, Carlos Itsuo, Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 146f. : il. algumas color., tabs., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Disponível em formato digital |
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