Dimensionamento de um reactor de leito fluidizado para gasificação de biomassa

Na actualidade, quando se procura a diversificação energética, em especial de fontes renováveis, a gasificação surge como uma forma promissora de aproveitamento da biomassa, nomeadamente dos resíduos florestais, para a geração de energia eléctrica. Neste contexto, passou-se em revista as diversas formas de gasificação, a sua evolução histórica e os diversos tipos de reactores com as suas vantagens e desvantagens. De igual forma, foram analisadas as disponibilidades e características da biomassa no mundo e em Portugal, destacando-se as suas potencialidades e as dificuldades no seu aproveitamento. Fez-se o dimensionamento de um reactor-gasificador de leito fluidizado borbulhante à escala piloto, bem como dos equipamentos complementares, sistema de alimentação, ventilador, ciclone, filtro para o gás produzido e gerador eléctrico. As dimensões dum reactor para trabalhos laboratoriais foram determinadas por cálculo das condições hidrodinâmicas, que, também, permitiram calcular o caudal de ar a utilizar. Por balanços materiais, considerando-se uma composição experimental do gás de síntese citada na literatura, determinou-se uma possível composição da alimentação e um caudal de alimentação.

Currently, when looking for different forms of energy, especially renewable sources, gasification appears as a promising way to use biomass, especially forest residues, to generate electricity. In this context, this work starts with a review of the various forms of gasification, its historical evolution and the different types of reactors, with their advantages and disadvantages. Also, the characteristics and the availability of biomass in the world and in Portugal were analysed, highlighting its potential and the difficulties in their use. The design of a bubbling fluidized bed gasifier at the pilot scale is presented. The design of additional equipment, which includes the feeding system of the biomass to the reactor, a ventilator, a cyclone, a filter to clean the produced gas and an electric generator is also included. The dimensions of the pilot scale reactor were determined by considering the hydrodynamics of a fluidized bed, which was also used to calculate the air flow. By assuming a composition for the produced gas, based on published experimental data, the flow rate of the produced gas and the mass flow rate of biomass to be fed to the system were determined by material balances.