SIMULAÇÃO EM ESTADO ESTACIONÁRIO DE UM REATOR SOLAR TUBULAR DE LEITO FIXO PARA GASEIFICAÇÃO DE BIOMASSA

Resumo

A gaseificação solar permite a utilização conjunta de dois recursos energéticos renováveis de grande potencial no Brasil; energia solar e biomassa. Através deste processo é possível gerar um gás de síntese composto principalmente de H2 e CO que pode ser usado diretamente para geração de eletricidade em máquinas térmicas, ou de outros produtos de maior valor agregado. Considerando o potencial energético do processo, no presente estudo é modelado um sistema de gaseificação solar usando a distribuição de fluxo radiativo calculada a partir de dados do campo de heliostatos de uma planta de 500 kWsolares a ser instalada na Universidade de São Paulo (campus de Pirassununga). O sistema de gaseificação proposto consiste de 12 reatores tubulares localizados verticalmente no plano focal de um sistema de torre central. Cada um dos reatores tem um sistema de concentração de cavidade auxiliar, através do qual procura-se homogeneizar a distribuição da temperatura na direção radial do tubo além de diminuir as perdas de reradiação. Buscando a máxima eficiência solar-química do sistema, é otimizada a vazão de biomassa para cada um dos reatores. De acordo com os resultados, o reator proposto poderia gaseificar cerca de 190 kg/h de biomassa, atingindo temperaturas na faixa de 1.050 K até 1.290 K. Nestas condições, a maior eficiência solar-química do sistema é de 26,3% com uma composição molar média do gás de 46% de CO, 45% de H2, 5% de CO2 e 4% de CH4 e um fluxo total de 8.879 mol/h.