Geração de energia a partir do lixo

Conheça a opção de geração de energia a partir do uso do lixo como fonte energética. Veja o infográfico com os processos de transformação do lixo em energia.

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Com uma população que se aproxima de 7 bilhões de pessoas em todo o planeta e um estilo de vida extremamente ativo, o homem produz diariamente uma grande quantidade de lixo. Em muitos locais o descarte e o tratamento deste lixo é precário e as consequências são péssimas para o meio ambiente e a vida em geral. O melhor aproveitamento desta imensa quantidade de lixo pode trazer muitos benefícios e vantagens, tanto à população como também o meio ambiente, por isso vários programas e projetos foram e continuam sendo desenvolvidos em toda parte do planeta com o intuito de diminuir a quantidade descarte inadequado no meio ambiente e o reaproveitamento deste lixo.

Uma atividade que já está sendo muito utilizada em vários países estrangeiros e que vem ganhando forças aqui no Brasil é quanto a utilização do lixo para a geração de energia, em que além de modificar o modo de descarte o que consequentemente diminuiria os impactos causados pelos gases que são eliminados, também contribuiria com a fonte energética do país melhorando suas maneiras de gerar eletricidade. Neste caso a energia é gerada a partir da incineração do lixo.

Tipos de resíduos

O desperdício pode ser sólido ou líquido. Ambos os tipos de resíduos podem ser perigosos. Os resíduos de líquidos podem vir em forma não sólida. Exemplos de resíduos líquidos incluem água de lavagem, líquido usado para limpeza nas indústrias. Por outro lado, resíduos sólidos são qualquer lixo e lixo que fazemos em nossa casa ou em qualquer lugar. Exemplos de resíduos sólidos incluem pneus de carros, jornais, vidros quebrados, móveis quebrados e até desperdício de alimentos. Os resíduos perigosos ou prejudiciais são uma ameaça para a saúde humana e o meio ambiente. Esse tipo de resíduo pode facilmente pegar fogo, explodir e ser venenoso para a saúde humana. Exemplo destes tipos de resíduos são produtos químicos, equipamentos contendo mercúrio, lâmpadas fluorescentes, bateria etc.

Transformando resíduos em energia

Os resíduos que estamos produzindo todos os dias podem ser transformados em algo bom. Como eletricidade, calor ou combustível. Os resíduos sólidos podem ser convertidos em gás para produzir energia. Nós podemos gerar eletricidade queimando resíduos sólidos encontrados nos aterros sanitários. Uma comunidade deve ter um recurso de desperdício para energia que incinere o lixo e transforme a energia química em energia térmica.

Despolimerização

Esta tecnologia utiliza a decomposição térmica na presença de água. Neste processo, compostos orgânicos de resíduos são aquecidos a alta temperatura para criar energia térmica. Nesse processo podemos gerar combustíveis fósseis a partir dos resíduos. O processo de decomposição térmica é também chamado de Pirólise Hidráulica.

Os polímeros frequentemente sofrem alterações químicas significativas ao longo do tempo quando expostos a altas temperaturas. Estas alterações têm um efeito dramático na vida útil e nas propriedades do material polimérico. A deterioração das propriedades físicas e mecânicas é frequentemente o resultado da quebra de ligação no esqueleto do polímero (cisão da cadeia) que pode ocorrer nas extremidades da cadeia ou em posições aleatórias na cadeia. No caso da cisão da extremidade da corrente, os monômeros são liberados. Este processo é conhecido como descompactação , despropagação ou despolimerização da cadeia. A cisão da cadeia principal aleatória, por outro lado, leva à formação de monômeros e oligômeros (cadeias curtas com dez ou menos monômeros). Este processo pode ser considerado o contrário de uma polimerização por crescimento em etapas. Ambas as reacções competem com reacções de reticulação, remoção de cadeias de grupos laterais bem como com reacções de substituição e ciclização. Qual destes mecanismos domina depende do tipo de polímero e temperatura.

Polímeros com nenhum ou apenas um único substituinte (pequeno) na unidade de repetição geralmente se decompõem por cisão de cadeia aleatória em vez de cisão de cadeia final. É o caso do polietileno, polipropileno e polimetilacrilato. Por outro lado, a cisão da cadeia terminal é geralmente o mecanismo de decomposição predominante em polímeros com dois substituintes no mesmo átomo de carbono, porque os grupos laterais (grandes) interferem na abstração de hidrogênio, que é conhecida como impedimento estérico. Assim, polímeros dissubstituídos como poli (metacrilato de metila), poli (α-metilestireno) e poli (metacrilonitrila) geralmente sofrem cisão de cadeia final com alto rendimento de monômero (≥ 90%), enquanto polímeros com um único substituinte grande são suscetíveis a ambas cadeias aleatórias. cisão e cisão da cadeia final. Contudo, A despolimerização envolve uma combinação de alguns ou de todos os seguintes passos de reação:Iniciação,a

despolimerização começa com a fragmentação homolítica de átomos na cadeia principal por cisão de cadeia aleatória ou cisão de cadeia final que produz radicais livres.

Gaseificação

Este é um processo de desenvolvimento para criar energia a partir de resíduos. Neste processo, as substâncias carbonadas são convertidas em dióxido de carbono, monóxido de carbono e uma pequena quantidade de hidrogênio a alta temperatura na presença de oxigênio. Neste processo, o gás de síntese é gerado, o que é um bom meio de energia alternativa. O gás de síntese é então usado para produzir eletricidade e calor.

Gaseificação como combustão incompleta

Gaseificação é mais simplesmente pensado como combustão sufocada ou combustão incompleta. Está queimando combustíveis sólidos, como madeira ou carvão, sem ar suficiente para completar a combustão, então o gás de saída ainda tem potencial de combustão. O gás não queimado é então canalizado para queimar em outro lugar, conforme necessário.

O gás produzido por este método tem vários nomes: gás de madeira, gás de síntese, gás de produção, gás de cidade, gás de gerador e outros. Às vezes também é chamado de biogás , embora o biogás se refira mais tipicamente ao gás produzido via micróbios na digestão anaeróbica. No contexto da gaseificação de biomassa usando gaseificadores aspirados a ar, o termo  gás de produção é o termo que usaremos, uma vez que os outros termos têm implicações que não se aplicam necessariamente ao gás produzido por nossos gaseificadores.

Como chegamos lá: os cinco processos de gaseificação.

Agora vamos complicar um pouco as coisas. Gaseificação verdadeira é um pouco mais do que apenas o resumo de combustão bloqueado apresentado acima. É mais entendido como combustão encenada . Trata-se de uma série de eventos térmicos distintos, reunidos de forma a converter a matéria orgânica sólida em gases específicos de hidrocarbonetos como saída.

A combustão incompleta simples é uma bagunça suja. O objetivo da gaseificação é assumir o controle dos processos térmicos discretos normalmente misturados na combustão e reorganizá-los em relação aos produtos finais desejados. Em termos digitais, “Gasificação é o sistema operacional do fogo”. Depois de entender seu código subjacente, você pode separar o fogo e remontá-lo à sua vontade, bem como uma impressionante variedade de produtos e processos finais.

A gaseificação é composta por cinco processos térmicos discretos: Secagem , Pirólise , Combustão , Craqueamento e Redução . Todos esses processos estão naturalmente presentes na chama que você vê queimando um fósforo, embora eles se misturem de uma maneira que os torne invisíveis aos olhos ainda não iniciados nos mistérios da gaseificação. A gaseificação é apenas a tecnologia para separar e isolar esses processos separados, para que possamos interromper o “fogo” e canalizar os gases resultantes em outro lugar.

Três desses processos tendem a confundir todos os recém-chegados à gaseificação. Depois de entender esses três processos, todas as outras peças se encaixam rapidamente. Esses três processos não óbvios são Pirólise, Craqueamento e Redução. Aqui está a folha de dicas rápida.

Pirólise

Este processo é amplamente utilizado no processo industrial para criar energia a partir de resíduos. Isso é como a pirólise hidratada. Ao contrário da pirólise hidratada, o processo de pirólise usa resíduos orgânicos ou agrícolas das indústrias.

A pirólise é a aplicação de calor à biomassa bruta, na ausência de ar, de modo a quebrá-la em carvão e vários gases e líquidos de alcatrão. É essencialmente o processo de carbonização.

A biomassa começa a se decompor rapidamente com o calor, uma vez que sua temperatura se eleva acima de cerca de 240 ° C. A biomassa se decompõe em uma combinação de sólidos, líquidos e gases. Os sólidos que permanecem geralmente chamamos carvão . Os gases e líquidos que são liberados coletivamente chamamos alcatrões .

Os gases e líquidos produzidos durante a pirólise de baixa temperatura são simplesmente fragmentos da biomassa original que se quebram com o calor. Esses fragmentos são as moléculas H, C e O mais complicadas na biomassa que coletivamente chamamos de voláteis. Como o nome sugere, os voláteis são reativos. Ou, mais precisamente, eles são menos fortemente ligados na biomassa do que o carbono fixo, que é a ligação direta de C a C.

A entrada para a gaseificação é alguma forma de material sólido de carbono - normalmente biomassa ou carvão. Todo o material carbonoso orgânico é composto de átomos de carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) - embora em uma variedade estonteante de formas moleculares. O objetivo da gaseificação é decompor essa ampla variedade de formas nos gases combustíveis simples de H 2 e CO - hidrogênio e monóxido de carbono.

Tanto o hidrogênio como o monóxido de carbono são gases combustíveis que podem ser queimados. Normalmente, não pensamos em monóxido de carbono como um gás combustível, mas na verdade tem características de combustão muito boas (apesar de suas características ruins quando interagindo com a hemoglobina humana). O monóxido de carbono e o hidrogênio têm aproximadamente a mesma densidade de energia em volume. Ambos são muito limpos queimando como eles só precisam assumir um átomo de oxigênio, em um simples passo, para chegar ao final adequado estados de combustão, CO 2 e H 2 O. É por isso que um motor executado no gás produtor pode ter tal emissões limpas. O motor torna-se o "pós-combustor" para os estágios iniciais de combustão mais sujos e difíceis que agora são tratados no gaseificador.

Assim, em revisão, a pirólise é a aplicação de calor à biomassa na ausência de ar / oxigênio. Os voláteis na biomassa são evaporados como gases de alcatrão, e as cadeias fixas carbono-carbono são o que resta - também conhecido como carvão.

Gaseificação por arco plasma

Neste processo, uma tocha de plasma é usada para ionizar o gás que é gerado pela compressão do lixo. Gás Syngas ou Synthesis então usado para produzir eletricidade.

Os métodos de transformar resíduos em energia é um desenvolvimento emergente e inovador de tecnologias destinadas a criar um ambiente melhor e sustentável. Desperdício para a tecnologia de energia está se desenvolvendo no dia a dia e podemos salvar nosso ecossistema adotando essa tecnologia. Também pode resolver o problema energético do mundo. Embora a escala de geração de energia usando o método de desperdício para energia ainda seja pequena agora, pode ser uma ótima solução de energia no futuro próximo.

Craqueamento

O craqueamento é o processo de decompor moléculas grandes e complexas, como alcatrão, em gases mais leves, pela exposição ao calor. Este processo é crucial para a produção de gás limpo que é compatível com um motor de combustão interna, porque os gases de alcatrão se condensam em alcatrão pegajoso que rapidamente suja as válvulas de um motor. O craqueamento também é necessário para garantir a combustão adequada, pois a combustão completa só ocorre quando os gases combustíveis se misturam completamente com o oxigênio. No curso da combustão, as altas temperaturas produzidas decompõem as grandes moléculas de alcatrão que passam pela zona de combustão.

Redução

Redução é o processo de retirar os átomos de oxigênio dos produtos de combustão das moléculas de hidrocarboneto (HC), de modo a retornar as moléculas a formas que podem queimar novamente. Redução é o processo inverso direto da combustão. Combustão é a combinação de gases combustíveis com oxigênio para liberar calor, produzindo vapor de água e dióxido de carbono como produtos residuais. Redução é a remoção de oxigênio desses produtos residuais em alta temperatura para produzir gases combustíveis. Combustão e Redução são reações iguais e opostas. De fato, na maioria dos ambientes em chamas, ambos estão operando simultaneamente, em alguma forma de equilíbrio dinâmico, com movimentos repetidos entre os dois processos.

Processo de geração de energia

Fonte: Revista pré-Univesp

Para a geração de energia a partir do lixo é necessário a realização de três processos, sendo:

1- Extração e Coleta

Por meio de um dreno é realizada a coleta do gás, em seguida esse gás é levado para a superfície por meio do dreno e, na boca dos drenos possui tubos de polietileno que realizam o traspassamento do biogás derivado do lixo até as usinas gerando uma rede.

2- Beneficiamento

Nesta parte o biogás chega a usina e é imediatamente resfriado e, simultaneamente recebe uma separação dos vapores nele contido, o metano que é retirado por meio deste processo recebe em seguida o processo de combustão, que poderá resultar tanto em calor ou frio para a produção de energia mecânica ou elétrica, bem como o biogás ser queimado e resultar energia térmica.

3-Geração de energia por combustão

Só se é possível produzir eletricidade a partir do biogás que é retirado do lixo por meio da combustão que é realizada da seguinte maneira, o biogás e queimado essa queima do biogás resulta em energia mecânica que por sua vez ativa os pistões, e após essa movimentação ela é transformada em energia elétrica.

Esse processo de geração de eletricidade a partir do lixo é uma grande opção para transformações e melhorias ambientais, sociais e econômicas, no entanto, esse processo também possui suas desvantagens em relação ao meio ambiente e a saúde da população, contudo as vantagens sobressaem as desvantagens.

Referência:

https://www.univesp.ensinosuperior.sp.gov.br/preunivesp/2473/use-jogue-fora-ae-e-gere-energia.html

https://www.univesp.ensinosuperior.sp.gov.br/preunivesp/994/a-energia-que-vem-do-lixo.html


 
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