ESTUDO DA DESSULFURIZAÇÃO DE BIOGÁS EM UMA EMPRESA DO RAMO ALIMENTÍCIO: APLICAÇÃO DA TÉCNICA DE AERAÇÃO E SISTEMA DE BIOFILTRAÇÃO
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Data
2023
Autores
Orientador
Konrad, Odorico
Banca
Hoehne, Lucélia
Ethur, Eduardo Miranda
Silva, Maria Cristina De Almeida
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Editor
Resumo
O biogás é oriundo da degradação anaeróbia da matéria orgânica capaz de originar um ativo energético interessante do ponto de vista econômico e ambiental, considerando seu potencial de reaproveitamento de resíduos e também de utilização como substituto dos combustíveis fósseis, os quais são fortes contribuintes para a emissão de gases do efeito estufa (GEE), estando portanto de acordo com a proposta dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). Sua composição varia de acordo com as condições em que é gerado e com o material de origem, no entanto é essencialmente composto por CH4, CO2, N2, H2O, O2 e H2S. Para que o biogás possa ser utilizado, este precisa passar por um processo de purificação, tendo em vista que possui uma série de impurezas capazes de reduzir seu poder calorífico (CO2) e degradar as instalações, motores e tubulações aos quais são submetidos (H2S). Este último, em específico, ainda tem como características ser um gás incolor, tóxico, inflamável, tornando a redução de sua concentração necessária por questões ambientais, de saúde e também operacionais. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo verificar a possibilidade de implementação de um sistema de dessulfurização de biogás gerado por uma empresa do ramo de processamento de ovos. Para isso, a metodologia global do presente trabalho consistiu em duas etapas que ocorreram de forma sequencial e complementar. A primeira metodologia se baseou na implementação de um sistema de aeração no biodigestor da empresa, com foco na remoção preliminar deste componente. Como metodologia de polimento, a segunda etapa consistiu na elaboração e testagem de um sistema de biofiltração utilizando bucha vegetal (Luffa cyllindrica) como meio suporte. A resposta do sistema de aeração no biodigestor foi positiva em relação à redução da concentração de H2S, apresentando eficiência de até 71,63% quando foram utilizados os valores extremos obtidos, e remoção de 61,23% quando o período selecionado foi considerado. O sistema de biofiltração mostrou-se promissor de forma que atingiu eficiência máxima de remoção de 100%, além de ter ficado perceptível o depósito de enxofre tanto na superfície da bucha vegetal quanto no efluente de passagem utilizado como fonte de nutrientes, através de Análise de Microscopia de Varredura (MEV) para a primeira amostra e análise de Enxofre Total para o segundo.
Biogas is originating from the anaerobic degradation of organic matter capable of originating an interesting energy asset from the economic and environmental point of view, considering its potential for reuse of waste and also for use as a substitute for fossil fuels, which are strong contributors to the emission of greenhouse gases (GHG), and therefore in accordance with the proposal of the Sustainable Development Goals (SDGs). Its composition varies according to the conditions in which it is generated and the source material, however it is essentially composed of CH4, CO2, N2, H2O, O2 and H2S. For biogas to be used, it needs to go through a purification process, since it has a number of impurities capable of reducing its calorific value (CO2) and degrading the facilities, engines and pipes to which they are subjected (H2S). This last, in particular, still has the characteristics of being a colorless, toxic, and flammable gas, making the reduction of its concentration necessary for environmental, health, and operational reasons. In this context, this work aimed to verify the possibility of implementing a desulfurization system for biogas generated by an egg processing company. To this end, the overall methodology of this work consisted of two steps that occurred in a sequential and complementary manner. The first methodology was based on the implementation of an aeration system in the company's biodigester, focusing on the preliminary removal of this component. As a polishing methodology, the second step consisted in the development and testing of a biofiltration system using vegetable sponge (Luffa cyllindrica) as a support medium. The response of the aeration system in the biodigester was positive in relation to the reduction of H2S concentration, presenting efficiency of up to 71.63% when the extreme values obtained were used, and removal of 61.23% when the selected period was considered. The biofiltration system showed promise in such a way that it reached maximum removal efficiency of 100%, besides having become noticeable the deposit of sulfur both on the surface of the vegetable bush and in the effluent used as a nutrient source, through Scanning Microscopy Analysis (SEM) for the first sample and Total Sulfur analysis for the second.
Biogas is originating from the anaerobic degradation of organic matter capable of originating an interesting energy asset from the economic and environmental point of view, considering its potential for reuse of waste and also for use as a substitute for fossil fuels, which are strong contributors to the emission of greenhouse gases (GHG), and therefore in accordance with the proposal of the Sustainable Development Goals (SDGs). Its composition varies according to the conditions in which it is generated and the source material, however it is essentially composed of CH4, CO2, N2, H2O, O2 and H2S. For biogas to be used, it needs to go through a purification process, since it has a number of impurities capable of reducing its calorific value (CO2) and degrading the facilities, engines and pipes to which they are subjected (H2S). This last, in particular, still has the characteristics of being a colorless, toxic, and flammable gas, making the reduction of its concentration necessary for environmental, health, and operational reasons. In this context, this work aimed to verify the possibility of implementing a desulfurization system for biogas generated by an egg processing company. To this end, the overall methodology of this work consisted of two steps that occurred in a sequential and complementary manner. The first methodology was based on the implementation of an aeration system in the company's biodigester, focusing on the preliminary removal of this component. As a polishing methodology, the second step consisted in the development and testing of a biofiltration system using vegetable sponge (Luffa cyllindrica) as a support medium. The response of the aeration system in the biodigester was positive in relation to the reduction of H2S concentration, presenting efficiency of up to 71.63% when the extreme values obtained were used, and removal of 61.23% when the selected period was considered. The biofiltration system showed promise in such a way that it reached maximum removal efficiency of 100%, besides having become noticeable the deposit of sulfur both on the surface of the vegetable bush and in the effluent used as a nutrient source, through Scanning Microscopy Analysis (SEM) for the first sample and Total Sulfur analysis for the second.
Descrição
Palavras-chave
Biogás; Digestão anaeróbia; Dessulfurização; Biodigestor; Biogas; Anaerobic digestion; Desulfurization; Biodigester
Citação
HORN, Bruna Carolina. ESTUDO DA DESSULFURIZAÇÃO DE BIOGÁS EM UMA EMPRESA DO RAMO ALIMENTÍCIO: APLICAÇÃO DA TÉCNICA DE AERAÇÃO E SISTEMA DE BIOFILTRAÇÃO. 2023. Dissertação (Mestrado) – Curso de Ambiente e Desenvolvimento, Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, 26 jul. 2023. Disponível em: http://hdl.handle.net/10737/3911.