Publicação

Estudo da Possibilidade de Valorização de Lamas Ricas em Hidrocarbonetos

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A presente dissertação tem como objetivo estudar o potencial de valorização de lamas ricas em hidrocarbonetos que atualmente são enviadas para aterros especializados pela Eco-Oil – Tratamentos de Águas Contaminadas, S.A.. O processo estudado denomina-se Destilação Simultânea e Carbonização Hidrotérmica (DS-CH), processo térmico que transforma as lamas, na presença de um líquido combustível e, em alguns casos, com a adição de biomassa ou carvão de CDR, através da destilação dos componentes mais voláteis e carbonização dos compostos não voláteis. Estudaram-se três tipos de lamas com origens diferentes, e testou-se o processo com três tipos de conjuntos de matérias-primas: 1) Lama com combustível líquido; 2) Lama com biomassa (2:1) e combustível líquido; e 3) Lama com carvão de CDR (2:1) e combustível líquido. O combustível líquido utilizado foi o resíduo oleoso utilizado na Eco-Oil para produção de fuelóleo. Os produtos obtidos incluíram um gás não condensável (7-15% m/m), uma fração líquida aquosa (3-27% m/m), uma fração líquida orgânica (27-62% m/m) e um carvão (22-42% m/m). Todos os produtos do processo (à exceção da fase aquosa) foram caraterizados quanto à sua composição imediata, elementar e mineral, bem como quanto ao seu poder calorífico. Os produtos líquidos apresentaram poderes caloríficos entre 40 e 45 MJ/kg, e os carvões entre 9 e 35 MJ/kg, o que demonstra o seu potencial como combustíveis, estando os teores de enxofre abaixo de 1,3% no caso dos destilados, e abaixo de 8,57% nos carvões. Estudou-se também a dessulfurização dos destilados com fio de cobre e palha de aço, que reduziram os teores de enxofre das duas amostras analisadas em 0,03%/g de fio de cobre e em 0,02-0,04%/g de palha de aço. No caso dos carvões, para além da sua valorização como combustível, estudou-se a sua ativação com KOH concentrado para maximizar a área superficial. No entanto, este método de ativação produziu carvões com áreas superficiais na gama de 3,3 a 97,8 m2/g, o que não é adequado para a sua utilização como material adsorvente. Foi feito o balanço energético do processo para as diferentes matérias-primas utilizadas, tendo resultado que, para processar 1kg de lama, despendem-se entre 3,8 e 6,8 MJ, sendo uma parte destes gastos energéticos suportados pela queima do produto gasoso obtido, e colmatando-se as necessidades energéticas com o uso de fuelóleo como combustível alternativo. Elaborou-se ainda uma análise de viabilidade económica, que demonstrou ser possível obter um VAL entre 80k€ e 113k€ e uma TIR entre 49 e 62% para os três melhores cenários, considerando que se processam 440 toneladas de lamas num ano. O retorno do investimento ocorreria em 2 a 3 anos. Com esta análise concluiu-se que o processo é viável para 3 dos cenários estudados, e o fator com mais influência na viabilidade é a quantidade de lama a processar, passando o resultado a ser positivo a partir das 294 toneladas.
Autores principais:	Leal, Sofia da Fonte Baptista
Assunto:	Lamas ricas em hidrocarbonetos destilação destilação simultânea e carbonização hidrotérmica (DS-CH) valorização energética
Ano:	2023
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade Nova de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório Institucional da UNL

Descrição
Resumo:	A presente dissertação tem como objetivo estudar o potencial de valorização de lamas ricas em hidrocarbonetos que atualmente são enviadas para aterros especializados pela Eco-Oil – Tratamentos de Águas Contaminadas, S.A.. O processo estudado denomina-se Destilação Simultânea e Carbonização Hidrotérmica (DS-CH), processo térmico que transforma as lamas, na presença de um líquido combustível e, em alguns casos, com a adição de biomassa ou carvão de CDR, através da destilação dos componentes mais voláteis e carbonização dos compostos não voláteis. Estudaram-se três tipos de lamas com origens diferentes, e testou-se o processo com três tipos de conjuntos de matérias-primas: 1) Lama com combustível líquido; 2) Lama com biomassa (2:1) e combustível líquido; e 3) Lama com carvão de CDR (2:1) e combustível líquido. O combustível líquido utilizado foi o resíduo oleoso utilizado na Eco-Oil para produção de fuelóleo. Os produtos obtidos incluíram um gás não condensável (7-15% m/m), uma fração líquida aquosa (3-27% m/m), uma fração líquida orgânica (27-62% m/m) e um carvão (22-42% m/m). Todos os produtos do processo (à exceção da fase aquosa) foram caraterizados quanto à sua composição imediata, elementar e mineral, bem como quanto ao seu poder calorífico. Os produtos líquidos apresentaram poderes caloríficos entre 40 e 45 MJ/kg, e os carvões entre 9 e 35 MJ/kg, o que demonstra o seu potencial como combustíveis, estando os teores de enxofre abaixo de 1,3% no caso dos destilados, e abaixo de 8,57% nos carvões. Estudou-se também a dessulfurização dos destilados com fio de cobre e palha de aço, que reduziram os teores de enxofre das duas amostras analisadas em 0,03%/g de fio de cobre e em 0,02-0,04%/g de palha de aço. No caso dos carvões, para além da sua valorização como combustível, estudou-se a sua ativação com KOH concentrado para maximizar a área superficial. No entanto, este método de ativação produziu carvões com áreas superficiais na gama de 3,3 a 97,8 m2/g, o que não é adequado para a sua utilização como material adsorvente. Foi feito o balanço energético do processo para as diferentes matérias-primas utilizadas, tendo resultado que, para processar 1kg de lama, despendem-se entre 3,8 e 6,8 MJ, sendo uma parte destes gastos energéticos suportados pela queima do produto gasoso obtido, e colmatando-se as necessidades energéticas com o uso de fuelóleo como combustível alternativo. Elaborou-se ainda uma análise de viabilidade económica, que demonstrou ser possível obter um VAL entre 80k€ e 113k€ e uma TIR entre 49 e 62% para os três melhores cenários, considerando que se processam 440 toneladas de lamas num ano. O retorno do investimento ocorreria em 2 a 3 anos. Com esta análise concluiu-se que o processo é viável para 3 dos cenários estudados, e o fator com mais influência na viabilidade é a quantidade de lama a processar, passando o resultado a ser positivo a partir das 294 toneladas.