Publicación: Modelagem cinética da gaseificação catalítica da biomassa para produção de hidrogênio e geração de eletricidade numa célula de membrana permutadora de prótons (PEM)
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Fecha
2024-10-22
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Editor
Universidad Nacional de Educación a Distancia (España), Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Ingeniería Mecánica
Resumen
No ano de 2022, um total de 95 Mt H2 foram consumidos sendo que de todo esse quantitativo consta que cerca de 80% proviram de combustíveis fósseis, resultando num total de 950 Mt de CO2 emitidos. A produção do combusível por meio da biomassa é contudo um sistema auxiliar a actual transição energética. Dito isto o objetivo do presente trabalho é modelar e avaliar a gaseificação catalítica de residuos do eucalipto para produção de H2, que permitirá obter um gas de sintese com um teor de hidrogênio entre 10-30 % maior que durante a gaseificação com vapor e sem catalisador. A metodologia perpassa por construir e aplicar o modelo cinético de LHHW no softeware Aspen Plus®. Complementado por um sistema de limpeza por membranas e pela aplicação do hidrogênio em uma célula combustível do tipo membrana permutadora de prótons (PEM). Os resultados mostram que um combustível com 65 % e 99,99 % volume de H2 é produzido na gaseificação e após a membrana, respectivamente.
Além disso um total de 1025 kWe foram produzidos para um fluxo de 400 kmol/hr de H2. As conclusões do trabalho enfatizam a gaseificação catalítica de biomassa como um excelente método de produção de hidrogênio e eletricidade de baixo carbono.
In 2022, a total of 95 Mt of H2 were consumed, of which around 80% came from fossil fuels, resulting in a total of 950 Mt of CO2 emitted. The production of fuel using biomass is, however, an auxiliary system for the current energy transition. That said, the aim of this work is to model and evaluate the catalytic gasification of eucalyptus residues to produce H2, which will make it possible to obtain a synthesis gas with a hydrogen content 10-30 % higher than during gasification with steam and without a catalyst. The methodology involves building and applying the LHHW kinetic model in Aspen Plus® software. Complemented by a membrane cleaning system and the application of hydrogen in a proton exchange membrane (PEM) type fuel cell. The results show that a fuel with 65% and 99.99% H2 volume is produced in gasification and after membrane cleaning, respectively. In addition, a total of 1025 kWe were produced for a flow rate of 400 kmol/hr of H2. The conclusions of the work emphasize the catalytic gasification of biomass as an excellent method for producing hydrogen and low-carbon electricity.
In 2022, a total of 95 Mt of H2 were consumed, of which around 80% came from fossil fuels, resulting in a total of 950 Mt of CO2 emitted. The production of fuel using biomass is, however, an auxiliary system for the current energy transition. That said, the aim of this work is to model and evaluate the catalytic gasification of eucalyptus residues to produce H2, which will make it possible to obtain a synthesis gas with a hydrogen content 10-30 % higher than during gasification with steam and without a catalyst. The methodology involves building and applying the LHHW kinetic model in Aspen Plus® software. Complemented by a membrane cleaning system and the application of hydrogen in a proton exchange membrane (PEM) type fuel cell. The results show that a fuel with 65% and 99.99% H2 volume is produced in gasification and after membrane cleaning, respectively. In addition, a total of 1025 kWe were produced for a flow rate of 400 kmol/hr of H2. The conclusions of the work emphasize the catalytic gasification of biomass as an excellent method for producing hydrogen and low-carbon electricity.
Descripción
Organizado y patrocinado por: Federación iberoamericana de Ingeniería Mecánica y 'Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Mecánica', FeIbIm – FeIbEM
Categorías UNESCO
Palabras clave
Gaseificação da biomassa, catalisadores, modelagem, hidrogênio verde, Biomass gasification, catalysts, modeling, green hydrogen, Aspen Plus®
Citación
-
Centro
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica