Análise Termodinâmica e Termoquímica Via Cfd do Processo de Gaseificação de Diferentes Amostras de Biomassa Fecal

Existe atualmente um problema de saneamento básico que atinge bilhões de pessoas ao redor do mundo, especialmente em países subdesenvolvidos. A falta de tratamento das fezes ocasiona numa grande proliferação de doenças, como diarreia e cólera, causando desnutrição principalmente em crianças e podendo levar até a morte. O tratamento adequado destes dejetos é então fundamental para a melhoria da qualidade de vida das pessoas afetadas. Dente as soluções existentes, uma pouco explorada diz respeito à gaseificação. Estudos indicam o potencial da utilização da biomassa fecal para a produção de gases combustíveis, uma vez que ela apresenta alto poder calorífico se adequadamente preparada, com valores maiores do que biomassas convencionais, como madeira. Neste contexto, a pesquisa apresenta uma abordagem numérica em CFD para a simulação de um gaseificador cocorrente utilizando a biomassa fecal. A metodologia considera que as partículas de biomassa que entram no gaseificador são analisadas num referencial lagrangeano usando o Modelo de Fase Discreta, com o gás que preenche o domínio sendo analisado em referencial euleriano. As duas fases interagem em alternância durante o cálculo da solução do problema até que se atinja a convergência. Os resultados buscaram considerar a influência de diversos parâmetros no processo da gaseificação. As diferentes composições das amostras utilizadas indicaram um impacto de uma maior quantidade de carbono fixo no aumento da temperatura do reator, o que também impacta na qualidade dos gases produzidos. O aumento da umidade reduziu o poder calorífico dos gases, assim como no aumento do alcatrão, e também diminuiu a temperatura média do reator. A umidade relativa alterou um pouco a produção de gás hidrogênio devido à adição do vapor de água no gaseificador. O estudo, porém, apresentou eficiências relativamente altas, o que pode se dever à especificação da pirólise, e também houve problemas de estabilidade, que foram resolvidos com a relaxação da solução. Palavras chave: Biomassa fecal. Gaseificação. Gaseificador cocorrente. Dinâmica dos Fluidos Computacional. Modelo de Fase Discreta