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Título: Gaseificação da biomassa fecal para produção de biocombustível: Estudo da conversão termoquímica e avaliação exergoecológica
Autor(es): Dalvi, Elias Antonio
Orientador: Gonçalves, Ricardo Franci
Coorientador: Martins, Márcio Ferreira
Data do documento: 7-Dez-2015
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O presente trabalho faz um estudo da biomassa fecal humana como fonte de energia alternativa renovável. O Poder Calorífico médio e o Poder Calorífico em função da ingestão calórica permitiram a determinção do potencial energético dessa biomassa em nível mundial, por continente e país. Uma análise das fezes de outros animais também foi realizada e comparada com as fezes humanas sob o ponto de vista calorífico, utilizando o conceito de Índice de Energia Rejeitada (IER), que é a energia rejeitada por quilode massa corporal, obtendo-se, para o ser humano, o menor dos valores. O uso das fezes humanas em um reator de bancada simulando um gaseificador contra-corrente permitiu obter resultados e conclusões preliminares para aplicação posterior em um gaseificador do tipo cocorrente, com capacidade para20 kW, com teores de umidade variando de 0%, 10% e 20% e diâmetros de partícula de 15, 30 e 50 mm. Foi também realizado um estudo de viabilidade da utilização da tecnologia da gaseificação como um sistema alternativo para o tratamento de esgoto, tomando-se como referência o conceito de exergia por meio de dois parâmetros de referência: eficiência exergética ambiental, definida como a razão da exergia do efeito útil do processo e a exergia total consumida dos insumos utilizados no processo, e o índice exergético de renovabilidade que é a razão entre as exergias dos produtos e a soma das exergias não renováveis e exergias destruídas. Por fim, foi montada uma tabela com os parâmetros eficiência exergética ambiental e índice de renovabilidade encontrados neste trabalho e aqueles determinados por BEJARANO (2009) para outras três tecnologias de tratamento de esgoto: Estação de Tratamento de Esgoto Barueri (Brasil), RAFA-Lagoa Facultativa (Brasil) e Estação de Tratamento de Esgoto Cañavelarejo (Colômbia). Os resultados, embora ilustrativos, indicam que a gaseificação pode se tornar uma etapa bastante vantajosa para utilização em um sistema de tratamento de esgoto.
The present work is a study of human fecal biomass as a source of renewable alternative energy. The average Calorific Value and the Calorific Value depending on caloric diet allowed the determination of the energy potential of biomass worldwide, by continent and country. An analysis offeces of otheranimalswas also performedand comparedtothe humanfecesunder the caloricpoint of view,using the concept ofRejectedEnergyIndex(IER,in Portuguese) which is the energyrejectedper kilogram of body weight,and it was found that for humanis the smallest. The use of human feces in the batch reactor simulating a gasifier downdraft yielded results and preliminary findings for later use in a downdraft gasifier with 20 kW capacity, using 0%, 10% and 20% moisture content and particle diameters of 15, 30 and 50 mm. A feasibility study was also carried out on theuse of gasification technology as an alternative system for the treatment of feces, taking the concept of exergy as reference by means of two parameters: environmental exergetic efficiency, defined as the exergy ratio of the useful effect of the process to the total exergy consumed by human and natural resources, including all the exergy inputs.The renewabillity calculation was done using the Renewabillity Exergy Index defined as the exergy ratio of the products to the sum of the non-renewable exergyanddestroyedexergy.Finally,atable was assembled which shows theenvironmentalexergyefficiencyparameters andthe exergeticindexrenewabilitydeterminedin this work as compared bythe sameparameters determinedbyBEJARANO(2009) forthree of sewagetreatmenttechnologies: SewageBarueriTreatment Plant(Brazil ), RAFA-Facultative Pond(Brazil) andCañavelarejoSewageTreatment Plant(Colombia); Theresults, althoughillustrative, indicate thatgasificationmay becomeanadvantageousstep to be used inasewage treatment system.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10331
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