Produção de gases industriais a partir da gaseificação do bagaço da cana-de-açúcar
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Data
2023-07-14Autor
Nedel, Ana Carolina
Costa, Beatriz Sayuri Yoneya
Santos, Bruna Lopes
Vieira, Larissa Alves
Machado, Matheus Köhler
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Muitos setores da indústria fazem uso de gases industriais em diversos processos, destacando o papel fundamental que cada um deles desempenham em processos como: combustão, oxidação, soldagem e controle de atmosferas no caso do oxigênio; inertização de processos, purga, produção de amônia, resfriamento e produção de fertilizantes no caso do nitrogênio; produção de bebidas gaseificadas, uso como agente de resfriamento e congelamento em processos alimentícios e como fluido supercrítico na extração de óleos essenciais no caso do dióxido de carbono. O hidrogênio é o gás que possui maior importância dentre os gases industriais, pois assim como o nitrogênio, ele desempenha um papel fundamental na produção de amônia e fertilizantes, também sendo utilizado como matéria-prima em muitos outros processos químicos importantes para a indústria, no entanto, o seu uso mais significativo é na geração de energia limpa em células combustíveis, oferecendo uma fonte de energia alternativa altamente eficiente sem gerar taxas de gás carbônico ou outro gás de efeito estufa, sendo cada vez mais pesquisado e aperfeiçoado para substituir, em um futuro próximo, a matriz energética baseada na queima de combustíveis fósseis. Dessa maneira, este estudo apresenta o projeto de implementação de uma planta industrial para produção de nitrogênio (N2), hidrogênio (H2), dióxido de carbono (CO2) e oxigênio (O2), oferecendo uma solução para os resíduos industriais provenientes de outras empresas, uma vez que o bagaço da cana-de-açúcar é a principal matéria-prima deste processo e se trata de um subproduto de indústrias sucroalcooleiras. A rota tecnológica selecionada para a produção é a gaseificação, usando como meio de produção o processo contínuo ocorrendo em um gaseificador downstream e subsequentes processos para separação e purificação dos produtos gasosos. A planta projetada possui uma capacidade de produção de 2,88 mil toneladas de hidrogênio, 19,31 mil toneladas de oxigênio, 38,35 mil toneladas de dióxido de carbono e 72,67 mil toneladas de nitrogênio por ano, processando 10 toneladas de bagaço de cana-de-açúcar por hora. A análise econômica final do projeto indicou um investimento total de 87 milhões de reais com um payback de 10 anos, com um lucro líquido de US$ 29.178.262,49 após 2 anos.
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