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Conceitos - Fonte: Biocombustíveis gasosos

Fonte: Biocombustíveis gasosos


Biodigestor - Fonte: INETI

Os biocombustíveis gasosos tem origem nos efluentes agro-pecuários, da agro-indústria e urbanos (lamas das estações de tratamento dos efluentes domésticos) e ainda nos aterros de RSU (Resíduos Sólidos Urbanos).

Estes resultam da degradação biológica anaeróbia da matéria orgânica contida nos resíduos anteriormente referidos e é constituído essencialmente por Metano (CH4). Também podem ser obtidos pela conversão termoquímica da biomassa sólida em processos de gaseificação.

Biogás por fermentação

O biogás é criado pela fermentação da biomassa animal e vegetal, sem a acção do oxigénio. Neste caso, uma simbiose de grupos de bactérias realiza a decomposição química dos compostos de Carbono (C), em produtos finais gasosos: Metano (CH4) em percentagens que variam entre os 50% e os 70% sendo o restante essencialmente Dióxido de Carbono (CO2) e pequenas quantidades de outros gases como o Nitrogénio (N), sulfureto de hidrogénio (H2S) e o hidrogénio (H). Na prática, esta situação acontece, por exemplo, em aterros ou ETARs.

O Metano, o mais simples dos hidrocarbonetos, é um gás inodoro e incolor, tem um poder calorífico de 39,8 MJ/m3, sendo que os eventuais odores provem de outros gases que compõe o biogás como o sulfureto de hidrogénio (H2S) . O metano é o gás que da maiores propriedades energéticas ao biogás, apresentando-se assim como um potencial biocombustível renovável.

Tabela 1. Composição média do Biogás por fermentação
Gás
    %    
 Metano (CH4) 60
 Dióxido de Carbono (CO2) 32
 Nitrogénio (N) 4
 Hidrogeno (H) 1
 Sulfureto de Hidrogénio (H2S)
2
 Oxigénio (O2) 1

Gráfico 1. Composição média do Biogás por fermentação

O Sulfureto de Hidrogénio (H2S) é um gás tóxico, é também corrosivo. Com teores de H2S acima de 50 ppm, é recomendada a dessulfurização do biogás, de modo que a subsequente utilização não aumente os custos de manutenção, devida a danos de corrosão.

Tabela 2. Propriedades do Biogás
(para composição de 65-70% CH4 e30- 35% de CO2 a 0ºC e 1 Atm.)

Gás
    %    
 Poder Calorífico Inferior (aprox) 23 MJ/m3
 Velocidade da chama 25 cm/s
 Temperatura de combustão 650 ºC
 Temperatura de ignição (CH4) 600ºC
 Calor especifico (Cp) 1,6 kJ/m3.ºC
 Densidade 1,15 kg/m3


Biogás por gaseificação

A conversão termoquímica da biomassa sólida em gases combustíveis tem lugar durante a gaseificação ou durante a combustão lenta, com défice de oxigénio. Das cadeias de carbono na biomassa criam-se os gases combustíveis, monóxido de carbono (CO), hidrogénio (H2) e, em pequenas quantidades, o metano (CH4).

Deste modo o processo de gaseificação, produz um gás, que consiste na mistura de diversos gases combustíveis (H2, CO, CH4) e não combustíveis (CO2, N2).

A composição do gás depende do oxidante escolhido, para iniciar o processo de síntese. Se se utilizar ar atmosférico, a composição do gás tem azoto (cerca de 50%) e é produzido um gás magro (aproximadamente 5 MJ/m3), enquanto que a utilização de oxigénio puro como oxidante leva a um gás de síntese com um elevado teor de hidrogénio e monóxido de carbono e, consequentemente, um poder calorífico de mais de 10 MJ/m3.

A composição média é mostrada na seguinte tabela e gráfico.

Tabela 3. Composição média do Biogás por gaseificação
Gás
    %    
 Metano (CH4) 5
 Dióxido de Carbono (CO2) 10
 Nitrogénio (N) 50
 Hidrogénio (H) 15
 Monóxido de Carbono (CO) 20
 
Gráfico 2. Composição média do Biogás por gaseificação

Fontes e referências:
"Bioenergia - manual sobre tecnologias, projecto e instalação", Altener, 2004
"Forum Energias Renováveis em Portugal". ADENE/INETI, Lisboa 2001.
D.O Hall e R.P. OVEREND, "Biomass-Regenerable Energy", Johnwilwy, 1987.

Sites:
Wikipedia
BCSDPortugal




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Última actualização 26-07-2014