Estudo da eficiência de gaseificação e de produção de gás na reação de gaseificação com água supercrítica do glicerol

Abstract

A matriz energética global baseada no consumo de combustíveis fosseis tem se mostrado cada vez mais escassa e prejudicial ao meio ambiente, sendo necessário buscar outras fontes de energia limpas e renováveis. A conversão de biomassa em hidrogênio tem sido alvo de muitas pesquisas nas últimas décadas, mostrando resultados promissores que a destacam como uma fonte sustentável e abundante que pode contribuir para a geração eficiente de energia. O glicerol é um dos principais derivados do biodiesel, representando cerca de 10% em massa da produção total, o que o torna um resíduo indesejado devido à sua baixa pureza e grande quantidade gerada. Muitos processos termoquímicos já foram estudados visando transformar o glicerol em combustíveis, sendo a gaseificação supercrítica a técnica que vem mostrando os melhores resultados, pois a água supercrítica promove a conversão completa do substrato e inibe a formação de produtos indesejados. Nesse trabalho, foi avaliada a eficiência de gaseificação e de produção de gás no processo de gaseificação do glicerol com água supercrítica através da metodologia da superfície de resposta, tendo como variáveis independentes a temperatura, pressão e concentração inicial do glicerol. Para calcular as composições do sistema em equilíbrio, foi empregado um modelo termodinâmico de maximização da entropia, que foi resolvido por meio de programação não-linear no software GAMS. Os resultados foram avaliados por meio da análise de variância no software Statistica StatSoft® e mostraram que a temperatura é o fator de maior influência nas variáveis de resposta, seguida da concentração de glicerol, onde a produção de H2 foi favorecida em altas temperaturas e baixas concentrações. Nas condições inversas foi observado maior formação de CH4, porém, o H2 se manteve como componente majoritário em todos os casos. Não houve a formação de fase sólida e em alguns experimentos o C2H6 surgiu em pequenas frações como um composto intermediário. As curvas de contorno mostraram que temperaturas elevadas, baixas pressões e concentrações intermediárias de glicerol são as condições ótimas para o processo, possibilitando que o sistema atinja eficiência máxima teórica acima de 100 %.