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Tipo: Trabalho de conclusão de graduação
Título: Simulação de processos aplicada na avaliação de alternativas para purificação do biogás proveniente da biodigestão anaeróbica da vinhaça
Autor(es)/Inventor(es): Moreira, Larissa Cavalcante
Borges, Pâmella Oliveira
Orientador: Cavalcante, Raquel Massad
Coorientador: Young, André Ferreira
Resumo: O uso de bioenergia cresceu em ritmo acelerado nas últimas décadas em todo o mundo. Nessa direção, a produção e o uso de biogás têm aumentado significativamente. Nos países em desenvolvimento, o biogás é produzido principalmente em escala doméstica, ao contrário dos países desenvolvidos, onde a produção de biogás se concentra em plantas de maior escala. O Brasil segue a tendência mundial e nos últimos anos teve um crescimento significativo nas instalações de novas plantas devido a programas de incentivo como a Política Nacional de Resíduos Sólidos, que estabelece uma ordem de prioridade na gestão e gerenciamento desses resíduos. Deste modo, a vinhaça, que é o principal resíduo da produção de etanol - tendo nos dias atuais como principal destinação a fertirrigação no próprio solo canavial - se apresenta como alternativa promissora para geração de biogás. Para que seja possível o consumo ou revenda deste combustível dentro das especificações da ANP, é necessária uma série de etapas de purificação. O objetivo do presente trabalho é simular alternativas de processos para o tratamento de biogás proveniente da biodigestão anaeróbica da vinhaça e realizar estudos de análise econômica dos mesmos. No software Aspen Plus®, junto a informações disponíveis na literatura, foram projetados e simulados os equipamentos dos processos de biodigestão da vinhaça, tecnologias de remoção de água, remoção de H2S e remoção de CO2, já a NH3 foi considerada removida junto as etapas anteriores. Dentre estas alternativas processuais estão a condensação, separação por membranas, lavagem com água, PSA, adsorções com sílica gel, carvão ativado e óxidos metálicos, absorções com TEG, Fe-EDTA e DEA. Ficou evidenciado que o processo de produção do biometano utilizando o reator UASB com aetapa preliminar de remoção de água por condensação e as demais etapas não apresentou viabilidade econômica. Porém, com a troca do reator para uma lagoa anaeróbica, há uma melhora significatica em boa parte das rotas, e essa troca somada com a remoção da etapa preliminar de secagem foi possível obter viabilidade de 11 das 12 rotas estudadas. Identificou-se que também é possível reduzir o custo de um dos processos, absorção química com TEG, fazendo a troca do solvente utilizado por MEG, tornando, assim, todas as rotas viáveis. Após os estudos de caso, entendeu-se que o melhor cenário era constituído por lagoa anaeróbica para a biodigestão, absorção com sílica gel para o tratamento de remoção de água e absorção com Fe-EDTA para remoção de H2S e CO2. Essa rota possui um Payback no primeiro ano de operação, com Investimento de 3,6 milhões de dólares e Lucro Líquido Anual de 1,99 milhões de dólares.
Palavras-chave: Biogás
Tratamento
Vinhança
Assunto CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO::ENGENHARIA ECONOMICA::AVALIACAO DE PROJETOS
Unidade produtora: Escola de Química
Editora: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Data de publicação: 14-Out-2021
País de publicação: Brasil
Idioma da publicação: por
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Citação: MOREIRA, Larissa Cavalcante; BORGES, Pâmella Oliveira. Simulação de processos aplicada na avaliação de alternativas para purificação do biogás proveniente da biodigestão anaeróbica da vinhaça. 2021. 99 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
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