Uma introdução à tecnologia de plantas de gaseificação

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A definição mais básica de gaseificação é que é qualquer processo químico ou térmico usado para converter uma substância em um gás.

O carvão tem sido gaseificado desde a revolução industrial para produzir “gás de cidade”. Isso já foi feito nas fábricas de gás locais, e todas as cidades tinham uma. Aquecer o carvão sob condições controladas com ar insuficiente para fornecer combustão completa produz um combustível gasoso conhecido como syngas, que também é conhecido como gás de cidade quando resfriado, limpo e comprimido. Como todos sabemos, usar o gás como combustível para tantos empregos é muito mais controlável e muito preferível ao uso de carvão.

A tecnologia de gaseificação está na vanguarda dos esforços para desenvolver alternativas aos fornos convencionais. É de particular interesse porque oferece uma oportunidade de usar o produto gás combustível na geração de energia elétrica de ciclo combinado de gaseificação integrada (IGCC). Grandes esperanças estão depositadas no IGCC como uma tecnologia altamente eficiente e de baixa emissão de poluentes.

A gaseificação também pode ser alimentada por materiais que não são combustíveis úteis, como biomassa ou resíduos orgânicos. Além disso, também resolve muitas preocupações sobre a redução da qualidade do ar. Isso ocorre porque a reação de conversão de alta temperatura essencial para o processo também refina elementos de cinzas corrosivas, como cloreto e potássio, permitindo a produção de gás limpo.

Além disso, muitos relataram que, usando sua tecnologia, o valor de aquecimento de gás do produto (calorífico) pode ser estabilizado independentemente das mudanças no tipo de matéria-prima, teor de cinzas ou teor de umidade.

Em alguns tipos de usina de gaseificação, a gaseificação ocorre nos três subprodutos da pirolose e os usa para alimentar uma segunda reação, concentrando o calor em um leito de carvão. Esses carvões normalmente atingem mais de 1800 graus F, no gaseificador, que é quente o suficiente para quebrar o vapor de água em hidrogênio e o CO2 em monóxido de carbono.

A gaseificação é extremamente amigável ao meio ambiente, pois, se projetada adequadamente, os sistemas de gaseificação produzem poluição mínima, mesmo ao processar matérias-primas sujas, como carvões com alto teor de enxofre. Além disso, a gaseificação pode efetuar grandes reduções de volume de resíduos sólidos ao mesmo tempo em que produz um subproduto do tipo escória inerte ecologicamente correto.

Jan Becker, Diretor Técnico, de uma empresa de energia dos EUA que cresce rapidamente em suas habilidades de gaseificação, acrescentou que; “o gaseificador está se tornando um fator importante na corrida em direção ao ‘esverdeamento da América’, pois há cada vez mais consciência de que muitas das substâncias que a América joga fora podem ser gaseificadas e depois transformadas em produtos úteis como eletricidade, etanol, metanol, e biodiesel.”

O gás produzido pelos gaseificadores (composto principalmente por 15-25% de monóxido de carbono, 10-20% de hidrogênio e 1-5% de metano), é queimado em queimadores especiais para máxima eficiência. Os melhores sistemas de gaseificação de alta qualidade podem ser alimentados com óleos residuais de baixa qualidade ou óleos de alcatrão e lamas. Alguns gaseificadores alimentados com lama, soprados de O2 e arrastados operam entre 2400 graus F e 2700 graus F.

Nestes sistemas de alta tecnologia, vapor de alta pressão é produzido para uso interno e local CHP (Combined Heat and Power), resfriando o gás de síntese em um resfriador de gás de síntese radiante e, em seguida, usando (neste caso) dois resfriadores de gás de síntese convectivos de tubo de fogo paralelo.

Esse é o topo da gama em desenvolvimento tecnológico. No fundo. Mais básico, o nível do gaseificador é muito simples. Fogões de gaseificador simplesmente a lenha podem ser feitos para projetos disponíveis gratuitamente como modelos que podem ser feitos quase completamente a partir de peças de lixo encontradas em várias lixeiras.

Agora também estão disponíveis gaseificadores que se destinam ao processamento de biomassa e resíduos orgânicos, e isso se mostrou viável aos preços atuais do petróleo, quando se considera que os cálculos numéricos são baseados em carvão de baixa qualidade. Também foi demonstrado que o processo pode ser estável e controlável. Novos projetos podem ser avaliados antecipadamente por meio de uma análise derivada numericamente produzida pelo software RESORT, a fim de prever os processos físicos e químicos no gaseificador. A abordagem de Euler-Lagrange para fase gasosa e particulada é empregada e as equações de Navier-Stokes são analisadas pelo método dos volumes finitos.



Source by Steve Last

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