Modelagem e simulação de um gaseificador de biomassa em leito fluidizado borbulhante para produção de energia

Abstract

O desenvolvimento de tecnologias de gaseificação de biomassa para a geração de energia elétrica é atrativo para o nosso país, pois assegura a diversificação da matriz energética, favorece o desenvolvimento sustentável das comunidades carentes em regiões isoladas e preservam o meio ambiente. A técnica de gaseificação é extremamente versátil, mas existem problemas em transformar este potencial numa tecnologia competitiva comercialmente. As limitações situam-se no projeto de um equipamento que deve produzir um gás de qualidade, com confiabilidade e segurança, adaptado às condições particulares do combustível e da operação. No caso dos gases produzidos serem utilizados para geração de energia elétrica, os requisitos de limpeza destes gases tornam-se de extrema necessidade. O modelo matemático desenvolvido representa de forma adequada o processo de gaseificação de biomassa, onde o gaseificador foi abordado segundo a teoria das duas fases, bolha e emulsão. O comportamento dinâmico do gaseificador é representado por um conjunto de 15 equações diferenciais ordinárias (EDO s). Simulações computacionais foram realizadas para predizer as variações de concentração para cada uma das espécies C, CO, CO2, O2, H2O, H2, CH4 e o perfil ao longo do tempo da temperatura no gaseificador. A resolução do conjunto de equações diferenciais ordinárias foi feita com um integrador do tipo Runge-Kutta de 4ª ordem, implementado em ambiente MATLAB®-SIMULINK