[en] ELECTRIC POWER GENERATION AND POTABLE WATER PRODUCTION FROM AÇAÍ CROPS WASTE

[pt] GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA E ÁGUA POTÁVEL A PARTIR DOS RESÍDUOS DA PRODUÇÃO DE AÇAÍ

[pt] GUSTAVO PAPA DE FIGUEIREDO

[pt] GERACAO

[pt] DESSALINIZACAO

[pt] ENERGIA RENOVAVEL

[pt] GASEIFICACAO

[pt] BIOMASSA

[en] GENERATION

[en] DESALINATION

[en] RENEWABLE ENERGY

[en] GASIFICATION

[en] BIOMASS

[pt] Uma solução de gaseificação, geração e dessalinização foi projetada utilizando os resíduos da produção de açaí da comunidade produtora da Ilha das Cinzas, Gurupá/PA com o intuito de reduzir o descarte inapropriado dos caroços do açaí que constituem em média 79 por cento em peso do fruto in natura. Foi realizado um balanço térmico do processo de gaseificação para precisar a energia disponível no gás de síntese produzido a partir da biomassa, chegando a um poder calorífico inferior de 3,05 MJ/Nm3 para o syngas e 14,16 MJ/kg para o substrato. A solução visa a produção de gás de síntese de composição média de 10,3 por cento de CO, 12 por cento de h(cifrão), 1,35 por cento de CH por cento e 55,23 por cento de n(cifrão) a ser utilizado como combustível em um motor de combustão interna acoplado a um gerador de eletricidade de 45 kW de potência nominal, obtendo-se 26 kW apenas operando com o combustível proposto em carga máxima. A energia gerada é suficiente para suprir a demanda energética do povoado produtor, obtendo uma eficiência de conversão termoquímica de biomassa em energia elétrica de 12 por cento. Reaproveitando ainda os gases de exaustão do motogerador, foi projetada uma central de dessalinização da água do estuário do Rio Amazonas para produção de água potável para a comunidade isolada de água encanada, cujos trocadores de calor foram dimensionados calculando-se as áreas de troca térmica e seus coeficientes globais de troca térmica, tanto para o evaporador (A(= 0,6 m2 e U = 400 W/m2.K) como para o condensador (A) = 0,9 m2 e U = 400 W/m2.K). Da mesma forma, os calores de troca térmica foram determinados para cada trocador de calor: 31 kW para o evaporador e 27 kW para o condensador. Dadas as condições mínimas de operação determinadas em 1,6 kg/h de substrato para a gaseificação e geração, estudou-se as janelas de oportunidade de aplicação da solução para os períodos de safra e entressafra através da estocagem dos resíduos excedentes produzidos nos períodos de elevada produção.

[en] A gasification, power generation and desalination solution have been designed using açaí crops waste of Ilha das Cinzas production community, from Gurupá/PA aiming to reduce the inappropriate disposal of the seeds that in average are 79 percent in mass of the fruit. A thermal balance of the gasification process has been developed to determine the gas energy produced from the biomass, achieving a lower heating value of 3,05 MJ/Nm3 for the syngas and 14,16 MJ/kg for the biomass. The solution aims the production of natural gas with average composition of 10,3 percent of CO, 12 percente of h(cifrão), 1,35 percent of CH percent e 55,23 percent of n(cifrão) being used as a fuel for an internal combustion engine connected to an electric generator of 45 kW nominal power, achieving 26 kW operating with the proposed fuel in full load. The power produced is sufficient to meet the local demand of açaí crops within the community with a thermochemical biomass conversion efficiency of 12 percent. Reusing the thermal energy from the exhaust gases from the engine, a desalination plant was designed to evaporate the water from Rio Amazonas estuary to produce drinking water for the isolated community, with the heat exchangers being designed from the global coefficient of heat exchange and the heat transfer area for the evaporator (A(= 0,6 m2 e U = 400 W/m2.K) and for the condenser (A) = 0,9 m2 e U = 400 W/m2.K). Moreover, the thermal power exchanged within the heat exchangers has been specified: 31 kW for the evaporator and 27 kW for the condenser. Given the minimum operating conditions being set for 1,6 kg/h of biomass for gasification and power generation, the viable periods for application of the proposal was set for both the harvest and off-season crops time through the storage of seeds during the surplus of production.

SERGIO LEAL BRAGA

FLORIAN ALAIN YANNICK PRADELLE

2020-02-03

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.46691