3 gasificação

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Albina Ribeiro
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Tecnologias da Biomassa
Albina Maria de Sá Ribeiro
MESTRADO EM ENGENHARIA QUÍMICA
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Gasificação
Um processo de gasificação inclui os seguintes passos:
 Secagem
 Pirólise (decomposição térmica)
 Combustão parcial de alguns gases, vapores e carbonizado
 Gasificação dos produtos da decomposição
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Os agentes de gasificação reagem com o carbonizado e com
hidrocarbonetos pesados para produzir gases de baixo peso molecular,
como o CO e o H2. Os principais agentes de gasificação são:
 Oxigénio
 Air
 Vapor de água
 Dióxido de carbono
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 O poder calorífico e a composição do gás produzido no gasificador são
função do tipo e da quantidade de agente gasificante utilizado.
 O oxigénio é essencialmente usado para a combustão ou gasificação
parcial no gasificador. Se a quantidade de O2 fornecida for baixa há
produção de CO, enquanto que se este for alimentado a um caudal
superior, favorece a formação de CO2.
 Se a quantidade de oxigénio exceder a quantidade estequiométrica, o
processo reverte de gasificação para combustão.
 Quando se usa vapor de água, os gases produzidos apresentam uma
razão H/C mais elevada.
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O tipo de agente gasificante também afeta o poder calorífico do gás
produzido.
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Quando se usa o O2 como agente gasificante obtém-se um gás com um
poder calorífico mais elevado.
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O processo de gasificação
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Num processo típico de gasificação, a biomassa depois de seca, sofre
degradação térmica (pirólise).
Os produtos da pirólise (fases sólida, líquida e gasosa) reagem entre si e
também com o agente de gasificação para formar os produtos finais da
gasificação.
Na maioria dos gasificadores comerciais, a energia térmica requerida pelo
processo (secagem, pirólise e reações endotérmicas) é proveniente de
algumas reações exotérmicas de combustão, que ocorrem dentro do
reator.
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Secagem
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 Por cada quilograma de humidade presente na biomassa consomem-se
cerca de 2242 kJ da energia fornecida ao reator, para evaporação da água.
Esta energia não é recuperada.
 Convém secar a biomassa antes de entrar no reator até apresentar
valores de humidade entre 10 – 20%.
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Pirólise
Os alcatrões, provenientes da condensação dos volatéis formados, causam 
problemas na operação dos gasificadores industriais.
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Reações de gasificação do carbonizado
O processo de gasificação envolve reações químicas entre os
hidrocarbonetos presentes na biomassa, o vapor de água, o dióxido de
carbono, o oxigénio e o hidrogénio no reator, assim como reações entre os
gases produzidos.
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Gasificação
Reações do carbonizado com vários meios de gasificação:
As reações de gasificação são geralmente endotérmicas (“char” com o
CO2 e o H2O), mas algumas são exotérmicas (“char” com O2 e H2)
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As reações anteriores têm velocidades de reação diferentes:
Reação de Boudouard:
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“Water-gas reaction”:
A presença do hidrogénio inibe a gasificação do “char” em vapor de água.
Por exemplo, se a atmosfera onde se dá a gasificação tiver 30% de H2, a
velocidade da reação de gasificação pode ser reduzida por um fator de 15.
Para acelerar esta reação, deve haver a remoção contínua do H2 da zona
de reação.
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Gasificação
“Water-gas shift reaction”
Esta reação ocorre entre o vapor de água e um dos produtos da
gasificação (reação em fase gasosa). Esta reação enriquece o produto da
gasificação em hidrogénio à custa do CO.
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“Hydrogasification reaction”
Esta reação envolve a gasificação do “char” num meio rico em
hidrogénio, provendo a formação do metano. É importante se se
pretender a produção de gás natural sintético.
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Gasificação
Reações de combustão do carbonizado
A maioria das reações de gasificação são endotérmicas. Para fornecer a
energia necessária para as reações de gasificação, assim como para o
aquecimento, a secagem e a pirólise, tem que haver energia suficiente que
pode ser libertada numa combustão exotérmica dentro do reator.
( )
( )
2 2
2
C O CO 394 kJ / kmol
C 0,5 O CO 111 kJ / kmol
+ → −
+ → −
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Uso de catalisadores em gasificação
O uso de catalisadores em gasificação não é essencial, mas pode ajudar:
 Na remoção do alcatrão no gás produzido, especialmente se houver
equipamento a jusante do reator que não possa tolerar a presença destes
compostos;
 Na redução do teor em metano, quando se pretende gás de síntese
(“syngas”) – mistura de CO e H2
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Gasificação
O desenvolvimento da gasificação catalítica é impulsionado pela
necessidade de “reforming” do alcatrão.
Quando o gás produzido passa sobre as partículas do catalisador, o
alcatrão ou o hidrocarboneto condensável pode sofrer reforma na
superfície do catalisador com vapor de água ou dióxido de carbono,
produzindo-se assim mais hidrogénio e monóxido de carbono.
“Reforming” com vapor:
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“Reforming” com dióxido de carbono:
Através do “reforming” catalítico consegue-se eliminar o alcatrão,
obtendo-se uma quantidade adicional de gás produzido. Assim, tanto o
rendimento do gás como o poder calorífico do gás produzido aumentam.
Outra opção para a eliminação dos alcatrões é o uso do “cracking”
térmico, mas requer temperaturas acima dos 1100 ºC e produz fuligem
(“soot”).
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Gasificação
Outra razão para o uso de catalisadores na gasificação é a remoção do
metano no gás produzido. Para tal, pode usar-se o “reforming” catalítico
com vapor de água ou dióxido de carbono. Este processo é importante na
produção de gás de síntese, que necessita de ter uma razão exata entre as
quantidades de CO e H2.
No “reforming” com vapor, o metano reage com o vapor a uma
temperatura entre 700 e 1100 ºC na presença de um catalisador metálico:
(catalisadores à base de níquel são eficazes nesta reação)
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Gasificação
A nível comercial, o uso do “reforming” com dióxido de carbono não é
tão habitual. No entanto, tem a potencialidade de reduzir dois gases de
efeito estufa numa só reação (CH4 e CO2) e também é uma boa opção
para retirar o CO2 do gás produzido:
(catalisadores à base de níquel também são eficazes nesta reação)
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Gasificação
Seleção dos catalisadores
Os catalisadores usados nas reações de “reforming” devem ser escolhidos
tendo em vista o seu objetivo e uso prático. A seleção de catalisadores
para a remoção dos alcatrões deve obedecer aos seguintes critérios:
 Desempenho do catalisador
 Resistência à desativação por incrustação (“fouling”) e sinterização
 Ser facilmente regenerado
 Forte e resistente ao atrito
 Barato
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Na remoção do metano, para além dos critérios anteriores, também se
deve ter em atenção os seguintes pontos:
 O catalisador deve ser capaz de promover o “reforming” do metano
 Proporcionar a razão CO/H2 requerida para o gás de sinteseOs catalisadores podem ser usados:
 in situ (no reator, misturados com a biomassa)
 após a gasificação (em reator secundário a jusante do gasificador)
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Tipos de catalisadores usados na gasificação da biomassa:
 Metais alcalinoterrosos: dolomite (CaCO3.MgCO3)
 Catalisadores de metais alcalinos: carbonato de potássio e carbonato de
sódio
 Catalisadores com níquel
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Tipos de gasificadores
 Reatores de leito fixo/móvel (“updraft”, “downdraft”, “crossdraft”)
 Reatores de leito fluidizado (leito fluidizado borbulhante (BFB) ou
circulante (CFB))
 Reatores de fluxo arrastado (“entrained bed”)
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Tecnologias de gasificação e os seus fornecedores comerciais.
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Gama de aplicação dos vários tipos de gasificadores de biomassa.
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Gasificadores de leito fixo/móvel:
 Nos gasificadores de leito fixo o combustível fica apoiado numa grade.
Também são chamados de leito móvel, porque o combustível se move em
sentido descendente dentro do reator.
 Podem ser construídos em tamanhos pequenos, a preços bastante
económicos.
 Tanto a mistura e como a transferência de calor dentro do leito móvel
(fixo) são baixas, o que dificulta a obtenção de uma distribuição uniforme
do combustível, da temperatura e da composição do gás através da secção
transversal do reator.
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 Combustíveis que têm tendência a aglomerar podem formar
aglomerados durante a gasificação. Por isso, os gasificadores de leito fixo
não são muito eficazes quando se pretende tratar biomassa ou carvão
com um elevado índice de aglomeração, em unidades de grande escala.
 Existem três variantes principais: contracorrente (“updraft”),
cocorrente (“downdraft”) e correntes cruzadas (“crossdraft”).
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Reatores “updraft” (contra corrente):
 O agente gasificante flui em sentido ascendente, enquanto o
combustível é alimentado pelo topo e desce no reator.
 O gás produzido sai próximo do topo do gasificador.
 O agente gasificante entra através de um distribuidor, onde contacta
com as cinzas quentes.
 As cinzas saem do gasificador através de uma grelha.
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 Estes gasificadores são adequados quando o teor em cinzas é alto (até
25%) e a humidade da biomassa também (até 60%).
 A produção de alcatrão é muito alta (30-150 g/Nm3), o que os torna
inadequados para combustíveis volatilidade elevada.
 Como a unidade opera em contracorrente, este gasificador utiliza o
calor de combustão de modo eficaz e obtêm-se valores elevados da
eficiência do gás frio (“cold gas efficiency”).
 O gás produzido pode ser queimado diretamente num forno ou numa
caldeira, sem necessidade de ser previamente limpo ou de arrefecido.
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Esquema de um gasificador de corrente ascendente(“updraft”).
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Reatores “downdraft” (co-corrente):
 O ar entra a uma determinada altura abaixo do topo.
 O gás produzido escoa em sentido descendente e sai na parte inferior
do gasificador.
 Como o gás produzido passa através da zona das cinzas que se
encontra a a uma temperatura elevada, o alcatrão encontra condições
favoráveis para sofrer “cracking”.
 Por esta razão, este gasificador apresenta uma menor taxa de
produção de alcatrão.
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Esquema de um gasificador “throated downdraft”.
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Esquema de operação de um gasificador “downdraft” e variação da temperatura 
ao longo da altura do reator.
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Gasificadores de fluxo cruzado (“crossdraft”):
 É um reator de leito móvel em que o combustível é alimentado a partir
do topo e o ar é injectado através de um “nozzle” lateral.
 É usado principalmente para a gasificação de carvão vegetal que tem
um teor em cinzas muito baixo.
 Ao contrário dos tipos “downdraft” e “updraft”, o gás produzido sai na
parede lateral, num ponto oposto à entrada do ar (agente de gasificação).
 Devido a esta configuração, também é designado como “sidedraft”.
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 Ar a alta velocidade entra no gasificador através de um “nozzle”
localizado a uma determinada altura acima da grelha.
 O excesso de oxigénio em frente ao “nozzle” de entrada facilita a
combustão de parte do carbonizado, criando-se uma zona de alta
temperatura (> 1500ºC).
 O resto do carbonizado é gasificado na zona seguinte.
 O gás produzido abandona o gasificador do lado oposto à entrada do
agente gasificante.
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 O calor gerado durante a combustão é conduzido para a zona de
pirólise, onde a nova biomassa que entra no sistema sofre pirólise.
 Uma das suas características mais importantes é possuir uma zona de
reação relativamente pequena com capacidade térmica baixa, mas que
tem um tempo de resposta mais rápido do que os outros tipos de reatores
de leito móvel.
 O tempo de arranque (5-10 min) é muito mais curto do que em
unidades do tipo “downdraft” ou “updraft”.
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 Como a produção de alcatrão é baixa (0,01 - 0,1 g/Nm3), um
gasificador “crossdraft” requer um sistema de limpeza de gás
relativamente simples.
 Estes gasificadores podem ser muito leves e pequenos (< 10 kWe).
Como as camadas de combustível e cinzas isolam as paredes da zona de
alta temperatura, o reator pode ser construído em aço comum com
revestimentos refratários no “nozzle” e na zona de saída de gás.
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 São menos adequados para combustíveis com altos teores de cinzas ou
alcatrão, mas podem pirolizar combustíveis que contêm altos teores de
humidade, se o topo do reator for aberto para deixar a humidade escapar.
 O tamanho das partículas deve ser controlado.
 Os gasificadores de fluxo cruzado funcionam melhor com carvão
vegetal ou com combustíveis pirolisados.
 Para os combustíveis não pirolisados, a altura do “nozzle” acima da
grelha torna-se crítica.
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Esquema de um gasificador “crossdraft”.
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Gasificadores de leito fluidizado
 Os gasificadores de leito fluidizado são conhecidos pela sua excelente
capacidade de mistura e por apresentarem temperaturas uniformes.
 Um leito fluidizado é constituído por sólidos granulados (ex: areia) que
são mantidos fluidizados (em suspensão no gás) pela passagem do agente
de gasificação através do leito a velocidades apropriadas.
 São gasificadores relativamente insensíveis à qualidade do
combustível, devido à excelente mistura de gás-sólido e a inércia térmica
do leito.
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 A uniformidade da temperatura reduz consideravelmente o risco de
aglomeração do combustível.
 Os reatores de leito fluidizado são particularmente vantajosos para a
gasificação de biomassa.
 A produção de alcatrão nos gasificadores de leito fluidizado situa-se
entre a apresentada pelos reatores “updraft” (~50 g/Nm3) e os
“downdraft” (~1 g/Nm3), tendo um valor médio de cerca de 10 g/Nm3.
 Existem dois tipos de gasificadores de leito fluidizado: leito
fluidizado (BFB) e circulante (CFB).Gasificação
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Gasificador de leito fluidizado borbulhante
 Os gasificadores de leito fluidizado borbulhante, embora desenvolvidos
inicialmente para a gasificação do carvão, são apropriados para
tratamento da biomassa.
 São adequados para unidades médias (25 MWth).
 Dependendo das condições de funcionamento, os reatores podem
operar a temperaturas baixas ou altas, à pressão atmosférica ou a pressões
elevadas.
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Gasificação
 Nestes gasificadores a biomassa é triturada (tamanhos de partícula
inferiores a 10 mm) e é depois introduzida diretamente no leito
fluidizado.
 Os agentes de gasificação podem ser vapor de água, ar ou oxigénio, ou
uma combinação entre eles.
 Normalmente, a temperatura do leito é mantida abaixo de 980ºC para o
carvão e dos 900ºC para a biomassa, para evitar a fusão das cinzas e a sua
consequente aglomeração.
 As cinzas que se geram no processo são retiradas na base da coluna.
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Gasificador de leito fluidizado borbulhante
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Reatores de leito fluidizado circulante (CFB):
 Os gasificadores CFB são apropriados para a gasificação da biomassa
devido ao longo tempo de residência do gás que proporcionam.
 É especialmente adequado para combustíveis com teor em voláteis
elevado.
 Um reactor CFB compreende tipicamente uma coluna onde há
escoamento ascendente (“riser”), um ciclone e um dispositivo para
recirculação dos sólidos. É no “riser” que se processa a gasificação.
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 Num CFB, os sólidos são dispersos ao longo de todo o “riser”,
permitindo um tempo de residência elevado tanto para o gás como para
as partículas finas.
 A velocidade de fluidização num CFB é muito maior (3,5-5,5 m/s) do
que num BFB (0,5 - 1,0 m/s).
 Há uma migração em grande escala dos sólidos para fora do “riser”.
Estes são capturados e retornam continuamente para a base da coluna.
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A recirculação dos sólidos e a velocidade de fluidificação na coluna são
suficicientes para manter os sólidos no “riser” numa condição
hidrodinâmica conhecida como “fast fluidized bed”. A temperatura no
“riser” pode variar entre 800-1000ºC.
 O gás produzido no gasificador passa através de um ciclone, que o
separa das partículas que retornam ao leito.
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Gasificador de leito fluidizado circulante.
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Gasificadores de fluxo arrastado (“entrained flow gasifiers”):
 São o tipo de reatores muito usado na gasificação do carvão, coque de
petróleo e resíduos de refinaria.
 Nos gasificadores de fluxo arrastado, o carvão (granulometria fina) e o
oxidante (ar ou oxigénio) e/ou vapor são alimentados em co-corrente.
 Estes gasificadores funcionam a temperatura e a pressão elevadas e o
escoamento é extremamente turbulento, o que permite uma rápida
conversão da alimentação e uma alta produtividade.
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 As reações de gasificação ocorrem a uma taxa muito elevada (o tempo
de residência típico é da ordem de alguns segundos), com eficiências de
conversão de carbono elevadas (98 - 99,5%).
 O alcatrão, o óleo, os fenóis e outros líquidos produzidos durante a
desvolatização do carvão no interior do gasificador são decompostos em
hidrogénio, monóxido de carbono e pequenas quantidades de outros
hidrocarbonetos.
 Têm a capacidade de tratar praticamente qualquer tipo de carvão e
produzem um gás limpo e sem alcatrão.
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O uso de reatores fluxo arrastado na gasificação da biomassa não é muito
comum devido a uma série de razões:
 Como o tempo de residência das partículas é curto (da ordem dos
segundos), este precisa de ter uma granulometria muito fina, o que para
certos tipos de biomassa (materiais fibrosos), pode ser difícil de obter.
 Nestes reatores as cinzas têm de fundir. Para biomassa que contém um
alto teor de CaO e baixa concentração em metais alcalinos baixos (Na,
K), o ponto de fusão da cinza é alto. Para atingir as temperaturas
elevadas que são necessárias, o consumo de oxigénio aumenta
significativamente.
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 Por outro lado, para a biomassa com elevado teor de metais alcalinos, o
ponto de fusão da cinza é muito mais baixo. Isto reduz a quantidade de
oxigénio necessário para elevar a temperatura das cinzas acima do seu
ponto de fusão. No entanto, as cinzas de biomassa fundida são altamente
agressivas, o que reduz o tempo de vida do material refratário do
gasificador.
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Reator de fluxo arrastado para gasificação de carvão.
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Dimensionamento de um gasificador
O processo de dimensionamento de um gasificador envolve:
 Tipo e rendimento do produto
 Condições de operação
 Dimensões básicas do reator
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Especificações
 Inclui as especificações do combustível, agente gasificante e gás
produzido.
 A especificação típica de um combustível inclui a análise próxima e a
análise última, temperaturas de operação e propriedades das cinzas.
 A especificação do agente gasificante baseia-se na seleção de vapor de
água, oxigénio e/ou ar e as respetivas proporções.
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Gasificação
Estes parâmetros podem influenciar o dimensionamento do gasificador
do seguinte modo:
1. A escolha do agente de gasificação é baseada no valor do poder
calorífico do gás produzido.
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2. A quantidade de H2 presente no gás produzido pode ser maximizada se
se usar vapor. No entanto, se não for uma prioridade, o O2 ou o ar são
melhores opções, visto que se reduz a energia necessária à produção do
vapor e a energia perdida no vapor que não é utilizado.
3. Se o gás produzido não puder conter N2, não se pode usar ar como
agente gasificante.
4. Os custos de capital são mais baixos para o ar, seguido do vapor.
Quando se usa oxigénio, o investimento necessário é mais elevado,
porque se consome potência adicional em equipamentos auxiliares.
5. O ER (“equivalence ratio”) tem grande influência na eficiência de
conversão do carbono.
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As especificações do gás produzido incluem:
 Composição desejada
 Poder calorífico desejado
 Produção desejada (Nm3/s ou MWth)
 Rendimento do gás produzido por unidade de combustível consumido
 Potência de saída requerida, Q
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 Os “outputs” do dimensionamento do gasificador incluem parâmetros
geométricos, de operação e de desempenho.
 Os geométricos incluem a configuração do reator, área da secção
transversal, altura (“hardware design”).
 Parâmetros de operação importantes: temperatura do reator, temperatura
de entrada dos agentes de gasificação (ar, vapor ou oxigénio), razão agente
de gasificação/biomassa e proporções entre os agentes gasificantes (ex:
razão vapor/oxigénio).
 Parâmetros de desempenho: conversão do carbono e eficiência do gás
frio.
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Balanço de massa
Caudal do gás produzido:
Q – potência térmica de saída requerida (MWth)
PCIg – poder calorífico inferior do gás produzido (MJ/Nm
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Um processo típico de dimensionamento começa por aplicação de
balanços de massa e de energia.
�� = ����� (
�
�/s/s/s/s)
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 O PCIg é calculadoa partir da composição do gás produzido.
 A composição pode ser prevista a partir de cálculos de equilibrio ou a
partir de dados experimentais.
 Para gasificadores de leito fluidizado que operam com ar e biomassa o
PCIg está na gama de 3,5 – 6 MJ/Nm3
 Para um gasificador cujo agente gasificante é o O2, o PCIg está na
gama de 10 – 15 MJ/Nm3
 Para um gasificador que opera com ar, o PCIg é da ordem dos 5
MJ/Nm3
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Caudal de combustível, Mf:
PCIf – poder calorífico da biomassa
ηηηηgas – eficiência do gasificador
Gasificação
�� =
�
��������
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Caudal do agente de gasificação
O caudal do agente de gasificação tem influência no rendimento e na
composição do gás produzido.
Ar
Para um gasificador que opera com ar, o caudal de ar necessário para
gasificar uma unidade de massa de combustível (Ma) pode ser calculado
pela relação:
Gasificação
mth – massa de ar necessário para a combustão completa de uma unidade de massa de 
combustível
ER – razão de equivalência (“equivalent ratio”)
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Gasificação
Para um caudal de combustível Mf, o caudal de ar a alimentar ao
gasificador, Mfa, é:
A razão de equivalência (ER) é o quociente entre a razão ar/combustível a
usar e a razão ar/combustível que corresponde a uma reação de
combustão completa.
Para a gasificação da biomassa, ER está na gama de 0,2 a 0,3
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Gasificação
 Gasificadores do tipo “downdraft” dão melhor rendimento se ER =
0,25. Para valores de ER mais baixos, o carbonizado não se converte
completamente em gás. Algumas unidades operam deliberadamente a
valores de ER baixos, para maximizar a produção de carbonizado.
 Um valor de ER baixo também contribui para uma maior produção de
alcatrões. Assim, gasificadores tipo “updraft” que operam tipicamente
com ER < 0,25, apresentam maior produção de alcatrões. Para valores de
ER > 0,25, alguns gases produzidos são queimados, aumentando a
temperatura.
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Gasificação
Influência do ER na eficiência de conversão do carbono num gasificador de leito fluidizado.
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Gasificação
Variação da temperatura do leito num gasificador de leito fluidizado CFB em 
função do ER.
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Gasificação
Oxigénio
 O oxigénio é usado para fornecer a energia térmica necessária para as
reações endotérmicas de gasificação, através das reações:
 Num gasificador, para além de se fornecer energia térmica para as
reações endotérmicas, também é necessário aquecer a biomassa e o
agente gasificante até à temperatura da reação, bem como compensar as
perdas térmicas para o exterior.
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Gasificação
 Num gasificador, a biomassa pode fornecer a energia necessária, que
provém das reações de oxidação. Para determinar a razão
oxigénio/carbono (O/C), deve recorrer-se a um balanço de energia ao
gasificador.
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Gasificação
Vapor de água
O vapor de água sobreaquecido é usado como meio gasificante sozinho,
com ar ou com oxigénio. Contribui para a geração de hidrogénio.
O caudal de vapor, Mth, é determinado a partir da razão molar entre o
vapor e o carbono (S/C):
Mf – caudal de combustível; C – fração mássica de carbono no combustível
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Gasificação
Balanço de energia
Ao contrário das reações de combustão, a maioria das reações de
gasificação são endotérmicas. Assim, deve ser fornecido calor ao reator
para que estas reações ocorram à temperatura desejada.
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Temperatura de gasificação
 Por causa da decomposição da lignina presente na biomassa, a
temperatura mínima de gasificação anda à volta dos 800 – 900ºC.
 Os gasificadores de fluxo arrastado, trabalham com picos de
temperatura entre os 1400 - 1700ºC, já que há necessidade de fundir as
cinzas. A temperatura de saída dos gases é mais baixa.
 A temperatura máxima para os reatores de leito fluidizado está na gama
dos 700 – 900ºC, para evitar o amolecimento do material do leito, e a
temperatura dos gases à saída é praticamente a mesma.
Gasificação
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 Num gasificador do tipo “crossdraft”, a temperatura média ronda os
1250ºC, enquanto a temperatura máxima é de 1500ºC.
 Para reatores “downdraft” a temperatura de saída dos gases é de 700ºC,
mas a temperatura na entrada (“throat”) é de 1000ºC.
 Os gasificadores “updraft” apresentam temperaturas de gasificação de
cerca de 900ºC, mas a temperatura de saída dos gases é da ordem dos 200
– 400ºC.
Gasificação
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Calor de reação
Para calcular o calor de reação, considera-se uma reação de gasificação
global, em que uma mole de biomassa é gasificada com α moles de água
e β moles de O2:
αααα - definido pela razão S/B
β - definido pela razão de equivalência
A’, B’, C’, D’, E’, F’ – frações molares dos gases na mistura
Q – calor de reação para a reação genérica de gasificação
Gasificação
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O calor de reação (∆����° ) pode ser calculado a partir do calor de
formação dos produtos e dos reagentes:
Gasificação
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Os calores de formação a 25ºC encontram-se tabelados. A potência
térmica envolvida no processo pode ser calculada a partir da equação:
Gasificação
� = � �� − � �� + ∆�� !"
HP – entalpia dos produtos
HR – entalpia dos reagentes
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Previsão da composição do gás de saída
Gasificação
Através de dois tipos de modelos de equilíbrio:
 Modelo estequiométrico
 Modelo não estequiométrico (no estado de equilíbrio a energia livre de 
Gibbs é mínima)
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Gasificação
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Parâmetros que caracterizam a performance de um gasificador
Eficiência do gás frio – relaciona a energia potencial à saída com a
energia da matéria prima alimentada ao reator
Mg – caudal mássico de gás produzido (kg)
Mf – caudal mássico de biomassa alimentada (kg)
PCSg – poder calorífico superior da corrente de gás produzido (MJ/kg)
PCSf – poder calorífico superior da biomassa (MJ/kg)
Gasificação
�#� =
��$� · ��
��$� · ��
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Eficiência na conversão do carbono - razão entre a quantidade de
carbono no gás produzido e a quantidade de carbono presente na
biomassa.
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Gasificação
Bibliografia
Basu, P., (2013) “Biomass Gasification, Pyrolysis and Torrefaction –
Practical Design and Theory”, 2nd ed., Academic Press, San Diego, CA.
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