Avaliação Tecnoeconômica e de Ciclo de Vida da Transição para a Ecoeficiência Recuperação Energética de Resíduos Sólidos Municipais Brasileiros Utilizando Sistemas Integrados de Cogeração

• Processo: 22/07856-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
• Pesquisador responsável: Ivonete Ávila
• Beneficiário: Vinoth Thangarasu
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
• Assunto(s): Gaseificação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: CO2 capture | Emission reduction | Gas Turbine Gasification | Life Cycle Assessment | Municipal Solid Waste | techno-economic analysis | Gaseificação

Resumo

Atualmente, a destinação de resíduos sólidos urbanos (RSU) é um problema significativo em países em desenvolvimento como o Brasil. O despejo descuidado e indiscriminado desses resíduos pode espalhar doenças graves. Todos os métodos de eliminação existentes concentram-se apenas na remoção de agentes patogênicos nocivos, mas não na recuperação de energia. O desenvolvimento de novas técnicas alternativas e ecologicamente corretas para o tratamento de RSU é indispensável. A recuperação de energia e o tratamento de RSU provaram ser mais eficientes energeticamente e ecologicamente do que a atual abordagem de gestão baseada em aterros sanitários. Considerando todos os casos, a melhor solução será a conversão de resíduos em energia para acessar fontes de energia limpa. A conversão de resíduos em energia não apenas fornece energia, mas também oferece a solução possível para a gestão de RSU com emissão mínima de GEE. Atualmente, não há usinas de recuperação de energia no Brasil porque estão em fase de projeto ou aguardando a licença ambiental. Recentemente, pesquisadores estudaram as possíveis maneiras de recuperar energia ou eletricidade a partir de resíduos sólidos urbanos por meio de métodos termoquímicos, bioquímicos e de incineração. Em comparação com o aterro e a incineração, a gaseificação provou ser uma tecnologia de alto potencial para recuperação de resíduos em energia e gestão de resíduos sólidos urbanos (RSU), pois pode converter com eficiência vários tipos de resíduos sólidos (particularmente resíduos que não passaram pela coleta seletiva) em múltiplos produtos como syngas e "char". Essas tecnologias avançadas geram calor e energia substanciais a partir de resíduos, além da minimização de problemas ambientais significativos relacionados ao gerenciamento de resíduos sólidos. Assim, neste projeto enfatiza-se o desenvolvimento de um novo sistema integrado híbrido combinando um gaseificador e uma microturbina a gás (MGT) para superar as limitações do sistema individual e lidar com resíduos sólidos e líquidos. A proposta é converter os resíduos sólidos urbanos em um produto de maior valor agregado, como o gás de síntese, cobrindo principalmente H2, CO, CO2 e CH4 com recuperação máxima de energia através da gaseificação de vapor descendente. Além disso, também será investigado o efeito ambiental e a sustentabilidade da produção de syngas sob vários fatores de controle. A microturbina a gás (MGT) será usada para converter gás de síntese em eletricidade. Portanto, um sistema de geração de energia de microturbina a gás de gaseificação integrada (IGMGT) será recomendado para obter energia potencial e eletricidade a partir de resíduos sólidos urbanos. O gás de exaustão do MGT será usado para destilar as águas residuais. Além disso, na presente pesquisa será realizarda uma avaliação comparativa da análise técnico-econômica e do ciclo de vida de outros possíveis sistemas combinados de geração de calor como gaseificação-MGT-APC, gaseificação-microturbina a gás, gaseificação-motores IC, para converter o RSU em energia , vapor e eletricidade. O melhor sistema combinado de calor e energia com ecoeficiência será avaliado desta forma.