Avaliação da geração de gás de síntese proveniente da co-gaseificação de carvão mineral e biomassa de eucalyptus grandis

Abstract

Embora a técnica de gaseificação de carvão e biomassa seja amplamente conhecida, poucos são os estudos relacionados a co-gaseificação desses materiais. Os gases gerados no processo de gaseificação podem ser aplicados tanto para fins energéticos quanto para síntese de diversos compostos químicos. O co-processamento de misturas de biomassa e carvão mineral apresenta grande potencialidade quando as características indesejáveis da gaseificação de carvão são eliminadas ou minimizadas pela adição de uma biomassa adequada. Neste sentido, o presente estudo busca avaliar a geração de gás de síntese através da co- gaseificação do carvão mineral e biomassa de Eucalyptus Grandis. A avaliação foi verificada primeiramente realizando-se a caracterização físico-química de 6 composições de carvão mineral e biomassa, na sequência foi montado um sistema de gaseificação em laboratório, visando a geração do gás de síntese para as composições definidas. Após a geração dos gases analisaram-se o hidrogênio e o monóxido de carbono por cromatografia gasosa. Na caracterização das composições verificou-se que o teor de umidade, material volátil, perda ao fogo, óxido de cálcio e magnésio aumentaram proporcionalmente com a adição de biomassa e os teores de cinzas, carbono fixo, óxido de alumínio, ferro, sódio, potássio, zinco e cobre apresentaram comportamento inverso. Com relação ao sistema de gaseificação foram encontradas dificuldades associadas ao controle do processo. Ao avaliar- se o gás de síntese gerado a partir do sistema de gaseificação montado, foi observado que a quantidade de Hidrogênio formada aumenta com a adição de biomassa ao carvão mineral. No entanto, verificou-se que a quantidade de monóxido de carbono gerada diminuiu. Por fim, foi observado que a amostra 2 (80% carvão e 20% biomassa) e principalmente a amostra 3 (60% carvão 40% biomassa) apresentaram potencial para serem utilizadas no processo de Fischer Tropsch.

Abstract: Although the technique of gasification of coal and biomass is widely known, few studies are concerned with the co-gasification of these materials. The gases generated in the gasification process can be applied both for energy purposes and for the synthesis of various chemical compounds. The co-processing of biomass and mineral coal blends presents great potential when the undesirable charcoal gasification characteristics are eliminated or minimized by the addition of a suitable biomass. In this sense, the present study seeks to evaluate the generation of Synthesis gas through the co-gasification of mineral coal and Eucalyptus Grandis biomass. The evaluation was verified firstly by performing the physico-chemical characterization of 6 compositions of mineral coal and biomass, in the sequence a laboratory gasification system was set up, aiming the generation of the Synthesis Gas for the defined compositions. After the generation of gases, hydrogen and carbon monoxide were analyzed by gas chromatography. In the characterization of the compositions, it was verified that the Moisture Content, Volatile Material, Fire Loss, Calcium Oxide and Magnesium increased proportionally with the addition of biomass and the contents of Ash, Fixed Carbon, Aluminum Oxide, Iron, Sodium, Potassium , Zinc and copper presented opposite behavior. Regarding the gasification system, difficulties associated with process control were found. When evaluating the Synthesis Gas generated from the assembled gasification system, it was observed that the amount of Hydrogen formed increases with the addition of biomass to the mineral coal. However, it was found that the amount of Carbon Monoxide generated decreased. Finally, it was observed that sample 2 (80% coal and 20% biomass) and especially sample 3 (60% coal 40% biomass) had potential to be used in the Fischer Tropsch process.