Predição de propriedades termodinâmicas de gases gerados pelos processos de gaseificação da biomassa utilizando equações de estado cúbicas

Abstract

A biomassa é uma fonte de energia renovável altamente promissora e versátil, podendo ser utilizada para a simples produção de calor até como matéria-prima para produção de biocombustíveis. Uma das formas de utilização é através da gaseificação, onde são produzido gases combustíveis, em especial o gás de síntese. Conhecer o comportamento de certas propriedades dos gases envolvidos em variadas condições de temperatura e pressão é fundamental para projetos de tanque de armazenamento, linhas de transporte, equipamentos de processo ou até mesmo na geração de energia elétrica, trabalhando-se o gaseificador e um gerador movido a combustão. A obtenção experimental de propriedades termodinâmicas dos gases oriundos da gaseificação da biomassa – como massa específica, velocidade do som, entalpia e entropia – em todas as temperaturas e pressões possíveis é impossível. Para sanar este problema, é comum o uso de equações de estado, principalmente implementadas em rotinas computacionais. Neste trabalho, as equações de estado cúbicas de Peng-Robinson (PR) [1] e de Soave-Redlich-Kwong (SRK) [2] foram avaliadas, em uma ampla faixa de temperatura (20 a 1200 °C) e pressão (1 a 50 bar), para o cálculo das seguintes propriedades dos gases: fator de compressibilidade, massa específica, velocidade do som, entalpia e entropia. Para isso, utilizou-se um código escrito em FORTRAN/ MS Excel®, o qual foi desenvolvido pelo Grupo de Pesquisa em Modelagem Termodinâmica da UFERSA, além da ferramenta computacional Coolprop. Como resultados, a equação de SRK apresentou em geral, melhores resultados para média dos desvios relativos absolutos (MDRA), porém para gases como o dióxido de carbono (CO2) a equação de PR torna-se mais atrativa