Estudo da cogasificação de glicerol e gordura num reator de leito fixo - Cruz, Amaro Carvalho (2020)
Em Portugal foram produzidas em 2019 mais de 39 mil toneladas de glicerol bruto, subproduto da indústria de produção de biodiesel. O glicerol bruto produzido neste processo tem baixa pureza e o processo de purificação do mesmo não é economicamente viável. A indústria dos curtumes produz também quantidades consideráveis de resíduos, sendo um deles a raspa tripa onde cerca de 40% é gordura animal que tem baixo valor, correspondendo a mais de 2000 toneladas em 2019. Este trabalho surge, portanto, com o intuito de encontrar uma solução para estes subprodutos/resíduos através de um processo de conversão termoquímica. Neste trabalho foi estudada a cogasificação de glicerol bruto tratado e gordura animal usando vapor de água como agente gasificante. A amostra de glicerol foi previamente caracterizada, sendo a caracterização da amostra de gordura parte deste trabalho. O processo de gasificação foi estudado utilizando uma mistura com 59% de glicerol, 3% de gordura e o restante água e foram realizados ensaios às temperaturas de 700 ºC e 750 ºC. Os ensaios foram realizados em reator de leito fixo usando como leito de partículas alumina ativada e um catalisador: a dolomite. O gás de produção foi quantificado e analisado, por cromatografia gasosa, obtendo-se com dolomite entre 48% e 47% de H2, cerca de 13% de CO, 11 % de CH4 e teor de CO2 entre 30% e 27%. Com alumina obteve-se entre 34% e 37% de H2, CO entre 48% e 45%, 12% de CH4 e 6% de CO2. O desempenho do processo de cogasificação foi avaliado usando os seguintes indicadores: rendimento de produção de gás, poder calorífico superior, eficiência de produção de gás frio, eficiência de conversão de carbono, eficiência de conversão de hidrogénio, razão de hidrogénio/monóxido de carbono, rendimento de produção fase gasosa e condensados. Os resultados obtidos mostraram que a composição do gás de produção é bastante influenciada pelo material do leito utilizado. Usando dolomite como catalisador, o gás produzido é rico em H2 e CO2, enquanto que usando a alumina como leito de partículas se obteve um gás de produção com elevado teor de CO e menos teor de H2, quando comparado com a situação anterior. Trabalhando com a dolomite obtiveram-se caudais superiores de gás em ambas as temperaturas testadas. Os resultados mostram também, que de forma geral, os parâmetros de gasificação aumentam com a temperatura. Nos ensaios realizados com a alumina obteve-se um gás de produção com maior conteúdo energético (PCS) devido à composição de gás obtida. Com a dolomite obteve-se caudal molar de gás, 0,044 mol/min a 700 ºC e 0,052 mol/min a 750 ºC, os resultados obtidos para a alumina não foram conclusivos mas sempre inferiores. O rendimento de produção de gás foi de 0,80 m3 /kg a 700 ºC e 0,91 m3 /kg a 750 ºC com dolomite. Com alumina, não se obteve valores concordantes. A eficiência de produção de gás frio foi de 60,47% a 700 ºC e 70.59% a 750 ºC para a dolomite. Com alumina, os valores obtidos não foram conclusivos. A eficiência de conversão de carbono obtida com a dolomite foi de 51,55% a 700 ºC e 57,96% a 750 ºC. Com a alumina também não foi possível obter dados concordantes para este indicador. A eficiência de conversão de hidrogénio com a dolomite foi de 35,55% a 700 ºC e de 40,89% a 750 ºC. Com a alumina os valores não permitiram obter devido à elevada flutuação. A razão de H2/CO obtida com a dolomite foi de 3,96 a 700 ºC e 3,50 a 750 ºC e com a alumina obteve-se valores consideravelmente inferiores, 0,72 a 700 ºC e 0,83 a 750 ºC Quanto ao rendimento de produção de fases, obteve-se 42,16% de gás e 62,86% de condensado a 700 ºC e 46,98% de gás e 53,23% de condensado a 750ºC.