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Título:
MODELAGEM DA GASEIFICAÇÃO E DA PIRÓLISE DA CASCA DA CASTANHA DE CAJU EM ESTUDOS DE ACV NA GERAÇÃO DE ENERGIA

Autor(es):
FREITAS, LAMEC SAMPAIO DE

Palavras Chaves:
Não informado

Ano de Publicação:
2016

Resumo:
RESUMO
A Casca da Castanha de Caju (CCC) é uma biomassa residual proveniente do processo de
beneficiamento da castanha de caju e o uso adequado desse resíduo vem se tornando cada vez mais
atrativo, não só pelo aspecto ambiental, mas também pela sua capacidade energética. Entre os diversos
processos para o aproveitamento energético da biomassa, os processos de gaseificação e de pirólise da
CCC configuram-se como opções viáveis no aumento da eficiência energética dessa biomassa, visto
que mitigam os impactos ambientais decorrentes da queima direta da CCC. Estudos acerca dos
impactos ambientais associados à gaseificação e à pirólise da CCC ainda são incipientes. Desta forma,
o presente trabalho possui como objetivo aplicar a metodologia da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV)
para compreender os impactos ambientais desses processos, em unidades-piloto com capacidade de
processamento de 150 kg/h, visando à geração de energia. Desta forma, uma ACV do tipo gate-to-gate
(fronteiras do sistema) foi aplicada, abrangendo desde a admissão da biomassa na respectiva unidade
de gaseificação ou pirólise, passando pela geração do gás de síntese, sistema de limpeza e, por fim, ao
gerador de pequeno porte para produção de energia elétrica. Assim, foi utilizada a ferramenta GaBi®
5.0 (versão acadêmica) na modelagem desses sistemas. Esta ferramenta consolida em seu banco de
dados diversas informações sobre os impactos ambientais a partir dos fluxos de massa e energia,
associados a múltiplos processos. A gaseificação e a pirólise foram analisadas em três categorias de
impacto: Potencial de Aquecimento Global (do inglês, GWP), Potencial de Formação de Ozônio
fotoquímico (do inglês, POCP) e Emissão de Material Particulado (do inglês, PM2,5). Foi verificado
que nas três categorias de impacto a pirólise contribui de maneira mais significativa no aumento dos
danos ambientais, quando comparado à gaseificação. Na categoria GWP foi verificado que a queima
do carvão oriundo da pirólise emite anualmente 114 tCO2-eq, enquanto que o processo de gaseificação
inteiro contribui com apenas 80,4 tCO2-eq. A queima do syngas no gerador, em ambos os processos, foi
responsável pelas emissões de NOX que sensibilizaram a categoria POCP. O syngas oriundo da
pirólise, por ter uma fração molar de hidrogênio superior ao syngas da gaseificação, contribuiu de
maneira mais representativa para a formação do ozônio fotoquímico. Já na categoria de emissão de
PM2,5 o carvão da pirólise mais uma vez foi um dos maiores responsáveis pelo agravamento dos
impactos ambientais desta categoria, emitindo um total de 21,9 kg de PM2,5-eq, enquanto que o
processo de gaseificação foi responsável somente pela emissão de 0,25 % desse total.
Palavras-chave: ACV, Biomassa, Casca castanha de caju, Gaseificação, Pirólise, Syngas, Energia.

Abstract:
ABSTRACT
Cashew Nut Shell (CNS) is a waste biomass from the cashew industry and its usual common, not only
for environmental aspects but also because it’s energetic capacity. In the middle of the several
processes to biomass energetic utilization, gasification and pyrolysis are presented as viable options
for increasing energetic efficiency of this biomass, besides reducing the environmental impacts from
direct burning of CNS. Studies on the environmental impacts associated with CNS gasification and
pyrolysis are quiet embryonic. In this way, the goal of the present work is use Life Cycle Assessment
(LCA) methodology to understand the environmental impacts of both processes in small units of
gasification and pyrolysis, with processing capability of 150 kg/h of CNS, for energy generation. A
gate-to-gate LCA was applied ranging from biomass admission into the respective reactors of
gasification or pyrolysis, successful thru syngas production and the cleaning system, and ending up on
the small engine power for electric production. The Gabi 5.0 Software (academic version) was utilized
for LCA modeling. This software consolidates in its database several information about environmental
impacts from mass and energy flows associated with multiple processes. Gasification and pyrolysis
were analyzed in three different impact categories: Global Warming Potential (GWP), Photochemical
Ozone Creation Potential (POCP) and Emission of Particulate Matter (PM2,5). It was verified that in
the three selected impact categories the pyrolysis of CNS presented the most significant contribution
to the increasing of environmental damages, when compared with gasification of CNS. In the GWP
category was verified that burning the charcoal from pyrolysis emits 114 tCO2-eq annually, while the
entire gasification process emits only 80,4 tCO2-eq. The syngas burning in the generator of both
processes was responsible for NOX emissions which accounted for POCP category. The syngas from
pyrolysis, which has a high molar fraction of hydrogen than syngas from gasification, contributed in a
more representative way for the photochemical ozone formation. In the PM2,5 category the charcoal
from pyrolysis again presented itself as the biggest responsible for the worsening of environmental
impacts, with 21,9kg de PM2,5-eq while to gasification process only 0,25% this total.
Keywords: LCA, Cashew nut Shell, Gasification, Pyrolysis, Syngas, Energy.

Tipo do Trabalho:
Dissertação

Referência:
FREITAS, LAMEC SAMPAIO DE. MODELAGEM DA GASEIFICAÇÃO E DA PIRÓLISE DA CASCA DA CASTANHA DE CAJU EM ESTUDOS DE ACV NA GERAÇÃO DE ENERGIA. 2016. 99 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico ou Profissional em 2016) - Universidade Estadual do Ceará, , 2016. Disponível em: Acesso em: 7 de maio de 2024

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