Beneficiamento do biogás produzido em biodigestores anaeróbios para produção de biometano e energia elétrica

• Main Author: Zavala, Benjamin Angel Flores
• Other Authors: Bereche, Reynaldo Palacios
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: BIOMETANO; BIOGÁS; PURIFICAÇÃO; BIOMETHANE; PURIFICATION; PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENERGIA - UFABC
• Online Access: http://www.biblioteca.ufabc.edu.brhttp://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105824

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.