INVESTIGAÇÃO DAS EMISSÕES ATMOSFÉRICAS NA COMBUSTÃO CONFINADA DE GÁS DE SÍNTESE EM CONDIÇÕES DE MISTURAS POBRES COM DOPAGEM DE ACETILENO ASSOCIADA À OEC

INVESTIGAÇÃO DAS EMISSÕES ATMOSFÉRICAS NA COMBUSTÃO CONFINADA DE GÁS DE SÍNTESE EM CONDIÇÕES DE MISTURAS POBRES COM DOPAGEM DE ACETILENO ASSOCIADA À OEC

MACEDO, E. A. S.1; SANTOS, A. A. B.2

1 Projeto de Pesquisa na área de Energia e Eficiência Energética.

Graduanda em Engenharia Mecânica, Centro Universitário SENAI Cimatec, Salvador, Bahia, [e-mail].

RESUMO

A combustão é amplamente estudada na atualidade devido a sua grande importância na indústria. Sua aplicação tornou-se primordial quando o assunto é eficiência energética. Estudos mostram que, apesar do impacto ambiental causado por esse processo, o mesmo trás alternativas mais eficientes e que podem ser utilizadas de modo que o impacto não seja tão grande e que cause benefícios de forma simultânea. Este resumo estendido visa mostrar como a combustão confinada de gás de síntese em condições de misturas pobres utilizando o acetileno pode trazer benefícios em escala mundial na eficiência energética considerando a diminuição das emissões atmosféricas que são tão prejudiciais ao meio ambiente.

PALAVRAS-CHAVE: Combustão, Acetileno, OEC, Gás de síntese.

1. INTRODUÇÃO

        

        A preocupação com o meio ambiente nunca esteve tão presente quanto na atualidade. Como a combustão é e sempre foi importante nos processos industriais, medidas tiveram que ser tomadas com o passar do tempo para que o meio ambiente não fosse tão prejudicado com os impactos ambientais causados. Com isso, vem a grande questão: como unir a eficiência da combustão mediante a redução dos impactos ambientais? 

“Na década de 1990, surgiu o processo de combustão enriquecida com oxigênio (Oxygen Enhanced Combustion – OEC), em que o ar de combustão é enriquecido por oxigênio, sendo que, segundo Baukal (1998), traz resultados interessantes, como o aumento de produtividade, eficiência térmica, menor volume de gases de exaustão, maior eficiência dos processos de transferência de calor e redução do consumo de combustível.” 1 Os compostos do NOx (N2O, NO e NO2) são os maiores problemas na emissão de gases poluentes e a redução deles traria ótimas consequências (já que o NO2 é convertido em HNO3, que contribui com a chuva ácida). Utilizando a OEC, com o mesmo volume de ar poderiam ser oxidadas mais moléculas de combustível reduzindo, assim, a emissão desses combustíveis poluentes.

A redução das emissões de gases de efeito estufa na carbonização, por meio da combustão dos mesmos, além das vantagens para o meio ambiente, pode ser economicamente interessante, a partir da possibilidade de gerar projetos de créditos de carbono, pois há, nesse processo, a redução da emissão, principalmente de metano, que é cerca de 21 vezes mais nocivo que o dióxido de carbono.

Esse trabalho tem como principal objetivo analisar as eficiências energéticas e exergéticas de uma chama de gás de síntese, utilizando técnicas de combustão a fim de diminuir as emissões atmosféricas, melhorando a transferência de calor por radiação em combustíveis com pouca propensão a ela, como no gás de síntese proveniente da gaseificação da biomassa. A análise será realizada através de experimentos em câmara de combustão vertical avaliando a influencia da combustão enriquecida com oxigênio na queima de gás de síntese com a dopagem de acetileno com o objetivo do maior controle da formação e fuligem e da radiação emitida pela chama.

2. METODOLOGIA

        O gás de síntese tem em sua composição CO, H2, CH4, CO2 e N2. A sua combustão provoca baixa emissão, mas trás também baixa eficiência energética por conta da reduzida propensão à formação de fuligem e, por consequência, a baixa transferência de calor na chama por radiação térmica.

        Para medição das emissões atmosféricas advindas da combustão do gás de síntese com dopagem de acetileno, será utilizado, a princípio, o Tempest 100. É um analisador de gases com tecnologia suficiente para atender altas especificações no controle da combustão e das emissões de poluentes. Ele é capaz de medir o O2 (%), CO (mg.Nm-3), NOx (mg.Nm-3), SO2 (mg.Nm-3), pressão atmosférica, temperatura (oC) e CO2 (%), além da eficiência da combustão (%).3

        Abaixo, na Tabela 1, é apresentada a faixa de medição, os gases a serem monitorados, a resolução e a incerteza do aparelho Tempest 100.

Tabela 1 - Características técnicas do analisador de gases Tempest 100.

Gás Monitorado	Faixa de medição	Resolução	Incerteza
Oxigênio (O2)	0-25%	0,10%	± 0,2%
Monóxido de Carbono (CO)	0-10.000ppm	1ppm	± 5 ppm
Dióxido de Enxofre (SO2)	0-2.000ppm	1 ppm	± 5 ppm
Óxido de Nitrogênio (NO)	0-1000ppm	1 ppm	± 5 ppm
Dióxido de Carbono (CO2)	0-99,9%	0,10%	± 0,2%
Dióxido de Nitrogênio (NO2)	0-200ppm	1 ppm	± 5 ppm
Sulfeto de Hidrogênio (H2S)	0-200ppm	1 ppm	± 5 ppm