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Análise de Emissões Aéreas e de Performance de Grupos Geradores de Energia Elétrica Utilizando Biodiesel de Diversas Fontes em Proporções de B5 a B50

Termopernambuco S.A./Policonsult/UPE

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• Objetivos do Projeto• Metodologia Adotada• Resultados Alcançados e Futuros Esperados • Implantação dos Resultados na Termope• Benefícios para a Termope/Sociedade• Conclusões

Sumário

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Sumário

Objetivos do Projeto: Realizar a caracterização operacional do funcionamento de um

grupo gerador de pequeno porte operando com biodiesel e, suas misturas com o óleo diesel mineral em diversas proporções (B0, B5, B10, B20, B30, B40 e B50);

• Biodieseis utilizados/programados: - Soja, Milho, Girassol, Canola, Sebo de Boi, Banha de Porco; blends de biodiesel, outros tipos (óleo de frango, OGR)

Caracterizar as emissões de poluentes aéreos do grupo gerador nas diversas condições operacionais.

• CARGAS UTILIZADAS: 0%, 25%, 50%, 75% e 100% da Carga Nominal

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Instituições Participantes

• Instituições UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO

• ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO• DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

– Policom – Laboratório de Combustíveis e Energia

TERMOPERNAMBUCO POLICONSULT

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Metodologia Adotada

• Esta pesquisa está sendo desenvolvida em etapas, que são: – Pesquisa bibliográfica;– Especificação, aquisição, instalação e comissionamento de equipamentos para

caracterização de biodiesel e misturas;– Aquisição e comissionamento de um grupo gerador de 4 kVA e de analisador de

emissões portátil; – Adaptação do laboratório para instalação dos novos equipamentos;– Desenvolvimento de um banco de resistência para consumo de carga gerada

pelo grupo gerador;– Desenvolvimento de uma central de produção de biodiesel em batelada de 20

litros;– Produção e caracterização dos biodieseis e misturas em laboratório;– Realização de testes com óleo diesel puro (tipo A) metropolitano e interior nas

diversas condições de carga (zero, cargas parciais e nominal); Linha Base– Realização de testes com biodieseis de diversas origens com os óleos dieseis

metropolitano e interior nas proporções de B5 a B50 (em andamento); – Análises dos dados; e, emissão de relatório parciais e final.

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Resultados Alcançados

Resultados do Projeto TP 024:• Produção e Caracterização dos biodieseis• Caracterização das misturas dos biodieseis com

o S50 e S1800• Desenvolvimento, construção e instalação de

banco de resistências• Realização dos experimentos de emissões com

o S50 e S1800• Realização de experimentos com o BD de soja e

milho

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Resultados

• Produção e caracterização dos óleos dieseis S50 e S1800

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Resultados

• Resultados

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Testes de Corrosividade ao Cobre

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Ponto de Entupimento de Filtro a Frio

Determinação do PEFF para o BD de soja e misturas BX

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Ponto de Fulgor – BD de soja e misturas BX

Ponto de fulgor para o BD de soja e BX com o S50

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Equipamentos utilizados nos testes de emissões

Grupo gerador MotomilMDG5000S

Banco de resistência e Caixa de disjuntores para controle de carga

Tempest 100 e sonda – Analisador de Emissões de CO, CO2, NO, NO2 e SO2

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Set-up para os testes de emissões

Grupo gerador pronto para os testes de emissões

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Resultados dos testes de emissões (CO2)

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Resultados dos testes de emissões (CO)

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Resultados dos testes de emissões (NO)

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Resultados dos testes de emissões (NO2)

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Resultados dos testes de emissões (NOx)

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Resultados dos testes de emissões (NO/NOx) e (NO2/NOx)

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Resultados dos testes de emissões (SO2)

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Conclusões da pesquisa (1)

• As emissões são influenciadas por vários fatores: o tipo de óleo diesel utilizado, S50 ou S1800, o tipo de biodiesel na mistura BX, teor de biodiesel na mistura com o diesel, e função da carga do grupo gerador.

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Conclusões da pesquisa

• Como regra geral:– As emissões de monóxido de carbono são inversamente proporcional

carregamento do grupo gerador e sofre pouca influência do teor de biodiesel no diesel;

– As emissões de CO2, são maiores com o aumento de carga no grupo gerador e com o aumento do teor da mistura do biodiesel no diesel.

– As emissões dos óxidos de nitrogênio diminuem com o aumento da carga no grupo gerador para o mesmo teor de biodiesel no diesel, e aumentam com um maior percentual de biodiesel no diesel.

– Há uma maior formação de NO com o carregamento do motor, devido às altas temperaturas da combustão em cargas altas, enquanto que as emissões de NO2 tem o comportamento oposto, sendo maiores para baixas cargas.

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Publicações em 2010

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Artigos - 2011

• COBEM 2011 – Green Mechanical Engineering – Natal - RN

– COB03351-The comparison of emissions of B5 to B50 soy and corn biodiesel blended with S50 diesel fuel.

• CITENEL – Fortaleza-CE

– Análise das Emissões Aéreas e Performance de Grupos Geradores de Energia Elétrica Utilizando Biodieseis de Diversas Fontes em Misturas Proporções de B2 a B50.

• LOW CARBON EARTH SUMMIT (LCES) – Dalian – China

- The emissions of a stationary 3.8 kw diesel generator emissions running on soy and corn biodiesel mixtures. Track 7-8-15.

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Implantação dos Resultados na Termope

• Adoção de perfis de carga e tipo de combustível em grupos geradores estacionários para obtenção de menor consumo de combustível e níveis de emissões. • Determinação do consumo de combustível com a utilização de biodiesel nos mais variados teores BX.•Desenvolvimento de programa de redução de emissão de gases do efeito estufa e danosos à camada de ozônio.•Utilização dos resultados da pesquisa para implantação e otimização da operação de grupos geradores utilizados em sistemas de geração de energia elétrica em empresas do Grupo Neoenergia (do qual a TERMOPE faz parte) ou projetos de expansão da oferta de geração elétrica sustentável, com emissões menos impactantes ao meio-ambiente.

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Benefícios para a Termope/Sociedade

• Estabelecer novas diretrizes energéticas e ambientais para operação de grupo geradores como forma de reduzir a emissão de gases do efeito estufa e as suas consequências;

• Para a sociedade e para o nosso planeta: Verificar as condições operacionais dos grupos geradores de modo a

diminuir as emissões de gases do efeito estufa, que são os grandes vilões do aquecimento global.

Elaboração de um banco de dados com as emissões oriundas do diversos tipos de biodieseis e das diversas misturas BX;

Determinação do(s) percentuais de mistura(s) e tipo(s) de BD no diesel ideais para minimizar as emissões.

Determinação do aumento de consumo de combustível com a utilização de Biodiesel.

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Conclusões do Projeto

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• O trabalho de P&D está produzindo resultados importantes de conhecimento do perfil de emissões para os diversos tipos de biodieseis, misturas BX e carregamento do grupo gerador.

• Oito alunos estão utilizando os resultados da pesquisa para realização da monografia de final de curso na Escola Politécnica da UPE, UFPE e UNICAP .

• Os resultados da pesquisa: Estão sendo publicados e apresentados em congressos nacionais e

em congressos internacionais de relevância. Próximo passo: preparar artigos para publicações em revistas

especializadas

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AGRADECIMENTOAGRADECIMENTOSS

São Paulo, 22 de Setembro de 2010

MCT-SETEC–CGTS

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OBRIGADO PELA ATENÇÃO

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Equipe POLICOM Sérgio Peres Ramos da Silva, Ph.D. – Coordenador Adalberto Freire do Nascimento – Químico Industrial (Mestrando) Bernardo Cirne de Azevedo Geraldo – Eng. Mecatrônico (Mestrando) Carlos Henrique Teixeira de Almeida – Eng. Mecânico

Bolsistas de Pesquisa: Diana Magalhães Frazão Giselly Basílio de Andrade José Marcos Bezerra da Silva Junior Micheline Ferreira de Lima Rafael Aguiar Souto Maior Tiago José Medeiros de Araújo Lira Tiago Guedes Batista Victor Rafael Melo Wadia Rafaela Elihimas

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Universidade de PernambucoEscola Politécnica de PernambucoPOLICOM - Laboratório de Combustíveis e Energia

Contato: Prof. Dr. Sérgio PeresFone/fax: (81) 3228-3529 E-mail: policom@upe.poli.br speres@upe.poli.br sergperes@gmail.com

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Dados do Apresentador

• Sérgio Peres Ramos da Silva

Formação Acadêmica:

Ph.D. – Universidade da Florida – 1997 – Gainesville, FL - USA

M.Sc. – Cranfield Institute of Technology – 1987 – Cranfield, UK

Especialista em Turbinas a Gás - Cranfield Institute of Technology – 1990 – Cranfield, UK

Engenheiro Mecânico (1981) e Químico Industrial (2006) pela UFPE.

Professor da Universidade de Pernambuco - Escola Politécnica de Pernambuco – Departamento de Engenharia Mecânica.

Coordenador do Laboratório de Combustíveis e Energia da UPE (POLICOM).

Co-coordenador da área de Co-produtos da RBTB (Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel) do Ministério de Ciência e Tecnologia.

Membro da Equipe Editorial da Revista Bioenergia – do CENBIO (Centro Nacional de Referência em Biomassa) – IEE-USP-MCT.