Gaseificação de mesocarpo de babaçu em reator downdraft: simulação de processo usando ASPEN Plus®

Abstract

RESUMO O Maranhão é um dos grandes responsáveis pela produção de Babaçu, podendo ser encontrado também em algumas regiões no norte do país, como no Amazonas e Pará. Os resíduos produzidos por esses materiais, ou seja, a biomassa lignocelulósica, caracterizada por ser um compósito de fibras celulósicas, pode ser aproveitada como fonte de químicos de alto valor agregado e/ou energética. Para isso ser possível, uma das rotas, são os processos termoquímicos, dentre eles está o processo de gaseificação, que consiste no processo de conversão de matéria solida ou liquida em combustível gasoso. Visando avaliar o processo, com o auxílio do simulador comercial ASPEN PLUS, ferramenta que possibilita a simulação do processo através da alteração de variáveis operacionais como temperatura, pressão, vazão e composição da alimentação e agente gaseificante. A simulação do processo realizou-se partindo de rendimentos encontrados na literatura, tanto para a pirólise, etapa inicial do processo, como para a gaseificação propriamente dita. Visando a otimização do processo, e buscando melhorar a produção do gás de síntese, também conhecido como syngas, foram avaliados parâmetros importantes para este tipo de processo, como a razão de equivalência (ER), temperatura de operação dos reatores, e a quantidade de vapor no sistema (SB). A melhor condição de operação para o estudo de caso analisado, foi obtida com os seguintes valores para os parâmetros ER, SB e temperatura, respectivamente: 0,4; 0; 1000°C.__ABSTRACT Maranhão is one of the main responsible for the production of Babaçu, and it can also be found in some regions in the north of the country, such as in Amazonas and Pará. The residues produced by these materials, that is, the lignocellulosic biomass, characterized by being a composite of cellulosic fibers, can be used as an energy source. For this to be possible, one of the routes is the thermochemical processes, among them is the gasification process, which consists of the process of converting solid or liquid matter into gaseous fuel. Aiming to evaluate the process, with the help of the ASPEN Plus program, a tool that allows the simulation of the process through the alteration of operational variables such as temperature, pressure, flow and composition of the feed and gasifying agent, the simulation of the process was carried out, starting from yields found in the literature, both for pyrolysis, the initial step of the process, and for gasification itself. In addition to the impact of optimization on the input of the process, and seeking to improve the production of syngas, other parameters were evaluated, such as the equivalence ratio (ER), operating temperature of the reactors, and the amount of steam in the system (SB). The best operating condition for the analyzed case study was obtained with the following values for the parameters ER, SB and temperature, respectively: 0.5; 0; 1000°C.