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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/33222
Tipo: | Dissertação |
Título: | Estudo da produção do biogás e a aplicação de uma análise exergoeconômica para um sistema de cogeração usando biometano |
Autor(es): | Oliveira, Davi Brito Nunes |
Primeiro Orientador: | Santos, Carlos Antônio Cabral dos |
Resumo: | O presente trabalho aborda a análise energética e exergoeconômica de um sistema de cogeração que utiliza biometano para a geração de energia e refrigeração por absorção. Este sistema é composto por biodigestores, um grupo gerador Leon Heimer com potência de 100 kW e um refrigerador por absorção ACF60-00 da marca ROBUR. Dois tipos de biodigestores foram desenvolvidos para a produção de biometano: um com 5 recipientes em série e outro utilizando uma bombona de 200 litros. O último demonstrou capacidade de produzir biogás, enquanto o primeiro não apresentou essa capacidade; ambos foram avaliados ao longo de um período de dois meses. Além disso, foram implementados filtros purificadores conectados aos biodigestores para a conversão do biogás em biometano. Para aferir a eficácia dos purificadores, foi realizada a medição da temperatura nas regiões sólidas da chama utilizando uma câmera térmica 20A800G Cativ 12V 640X480 FLKTI480PRO9HZBR Fluke, aferindo uma temperatura média de 33ºC, que propicia a atividade dos microrganismos anaeróbios mesofílicos no processo de metanogênese, contribuindo para o aumento da concentração de metano no biogás. A estimativa teórica demonstrou que, a partir de 133,33 kg de matéria orgânica introduzida no biodigestor, 95,6% dos resíduos foram aproveitados, resultando em 17.471,748 litros de biogás e 292,47 kg de biofertilizante. Em relação à análise energética e exergoeconômica, constatou-se a produção de 32,0396 kWh de energia elétrica e 23,9093 kWh de frio. Finalmente, com a finalidade de diminuir o período de retorno sobre o investimento (ROI) do sistema de cogeração, foi realizada a análise exergoeconômica considerando um volume 50 vezes maior do biodigestor, tendo como resultado o ROI de 7 anos. |
Abstract: | The present work addresses the energetic and exergoeconomic analysis of a cogeneration system that uses biomethane for energy generation and absorption refrigeration. This system consists of biodigesters, a Leon Heimer generator set with a power of 100 kW and an ACF60-00 absorption refrigerator from the ROBUR brand. Two types of biodigesters were developed for the production of biomethane: one with 5 containers in series and the other using a 200-liter drum. The latter demonstrated the capacity to produce biogas, while the former did not demonstrate this capacity; both were evaluated over a two-month period. Furthermore, purifying filters connected to the biodigesters were implemented to convert biogas into biomethane. To assess the effectiveness of the purifiers, the temperature was measured in the solid regions of the flame using a 20A800G Cativ 12V 640X480 FLKTI480PRO9HZBR Fluke thermal camera, measuring an average temperature of 33ºC, which promotes the activity of mesophilic anaerobic microorganisms in the methanogenesis process, contributing to increase the concentration of methane in biogas. The theoretical estimate demonstrated that, from 133.33 kg of organic matter introduced into the biodigester, 95.6% of the waste was used, resulting in 17,471.748 liters of biogas and 292.47 kg of biofertilizer. In relation to the energy and exergoeconomic analysis, the production of 32.0396 kWh of electrical energy and 23.9093 kWh of cold energy was found. Finally, in order to reduce the period of return on investment (ROI) of the cogeneration system, an exergoeconomic analysis was carried out considering a volume 50 times greater than the biodigester, resulting in an ROI of 7 years |
Palavras-chave: | Biogás Análise exergoeconômica Biometano Biodigestor Exergoeconomic analysis Biogas Biomethane Biodigester |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Engenharia Mecânica |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/33222 |
Data do documento: | 25-Mar-2024 |
Aparece nas coleções: | Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
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