Orientador: Marcio Luiz de Souza-Santos

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: Novos desenvolvimentos da estratégia no conceito Fuel- Slurry Integrated Gasifier / Gas Turbine (FSIG / GT) para geração de potência termoelétrica aplicada ao caso de Bagaço de Cana de Açúcar (Sugar Cane Bagasse - SCB) são apresentados. O processo FSIG / GT permite a alimentação de...

Resumo: Novos desenvolvimentos da estratégia no conceito Fuel- Slurry Integrated Gasifier / Gas Turbine (FSIG / GT) para geração de potência termoelétrica aplicada ao caso de Bagaço de Cana de Açúcar (Sugar Cane Bagasse - SCB) são apresentados. O processo FSIG / GT permite a alimentação de combustível para uma unidade de potência baseada na gaseificação utilizando bombas de lama disponíveis no mercado, evitando, assim, os típicos sistemas de silos sequenciais, também conhecidos como sistemas de alimentação em cascata. Adicionalmente, dispensa a necessidade de oxigênio puro, algumas vezes misturado com hidrocarbonetos, para promover a ignição das partículas na suspensão injetada. A suspensão de combustível é preparada com uma alta concentração de sólido na lama e bombeada para um secador, do qual as partículas sólidas são injetadas ao gaseificador. Como ambos os equipamentos operam sob pressões semelhantes, válvulas rotativas simples e parafusos de Arquimedes podem efetuar da alimentação nesta segunda etapa. O gás é submetido a uma operação de limpeza de partículas bem como a uma redução da concentração de compostos alcalinos dentro dos limites aceitáveis para injeções em turbinas a gás convencionais. A atual fase do desenvolvimento para tal processo inclui o fluxo mássico de gás injetado e o diâmetro como variáveis de otimização do secador e gaseificador de leito fluidizado. Estas melhorias permitem uma eficiência global de geração de potência que traspassa o alcançado por outras estratégias, tais como os ciclos Rankine baseados em turbinas convencionais de alta pressão de vapor, processos BIG / GT, ou ciclos combinados usando caldeiras de câmara pressurizada

Abstract: Further developments of the strategy of the Fuel-Slurry Integrated Gasifier/Gas Turbine (FSIG/GT) concept for thermoelectric power generation applied to the case of Sugar Cane Bagasse (SCB) are presented. The FSIG/GT process allows fuel feeding to a power unit based on gasification using...

Abstract: Further developments of the strategy of the Fuel-Slurry Integrated Gasifier/Gas Turbine (FSIG/GT) concept for thermoelectric power generation applied to the case of Sugar Cane Bagasse (SCB) are presented. The FSIG/GT process allows fuel feeding to a power unit based on gasification using commercially available slurry pumps, thus avoiding the usual sequential lock-hoppers, also known as cascade feeding systems. It also dispenses with the need of pure oxygen, sometimes combined with hydrocarbons, to promote ignition of particles in the injected slurry. The fuel slurry is prepared to high dry-solid content and pumped into a dryer, from which the solid particles are fed into the gasifier. Since both equipment operate under similar pressures, simple rotary valves and Archimedes¿ screws might carry the secondary feeding. The gas is cleaned to bring the particle content and size as well alkaline concentration within the acceptable limits for injections into standard gas turbines. The present phase of development for such process includes the fluidized bed dryer and gasifier mass flow inlet gas and diameter as variables for optimizations. That allowed improvements on the overall power generation efficiency that surpasses the achieved by other strategies such as conventional Rankine based high-pressure steam turbines, BIG/GT process, or combined cycles using pressurized-chamber boilers