PLANETA BIODIESEL
Um novo cristal-catalisador é a base para produzir um diesel sintético a partir de biomassa de maneira inalcançada em eficiência energética e rendimento. O resultado é um combustível diesel de qualidade elevada (cetanagem maior que 60) e conforme à norma 590 da União Europeia, correspondendo em qualidade de combustão ao melhor diesel de origem mineral vendido nos postos de abastecimento.
Em um circuito fechado o material de entrada (matéria prima) e o catalisador são misturados e ocorre o processo catalítico de depolimerisação:
- Depolimerisação (encurtamento das moléculas) a temperaturas baixas (270°C a 350°C) e sem pressão
- Recuperação elevada do valor calorífico da matéria prima (mais de 80 % da energia contida neste material)
- Fixação dos halogênios perigosos (do estado líquido para formas salinas/cristalinas)
- O produto final: um combustível diesel sintético de qualidade elevada, apropriado diretamente para abastecer motores e com o desempenho comparável ao melhor diesel mineral
- A alta eficiência do processo de depolimerisação catalítica a temperatura baixa e pressão normal traz uma redução de CO2 de 80-90 % dos materiais usados, dando direito a créditos de emissão de CO2.
Em um circuito fechado o material de entrada e o catalisador são misturados. O conversor catalítico parte as cadeias moleculares resultando em diesel sintético (vapor).
O vapor de diesel é refrigerado resultando em água e o diesel sintético.
Na secção principal da planta a matéria prima é misturada com o conversor catalítico. A temperaturas entre 270°C e 350°C as moléculas de hidrocarbono são partidas (craqueadas), o vapor diesel resultante pode ser destilado na secção seguinte da planta.
A mistura conversor catalítico e material portador do óleo é bombeada para o círculo de destilação.
Os hidrocarbonetos CH2 são reduzidos ao comprimento das moléculas de diesel (não são divididos em coke e metano). Ao mesmo tempo as emissões prejudiciais são fixadas e removidas do ciclo.
Qualquer material orgânico pode ser usado, como a grama cortada, pó de serra, e das plantas oleaginosas não sómente as sementes mas a planta inteira, etc.. O mesmo é válido para materiais produzidos originalmente do petróleo tal como pneus e plásticos.
Exemplos:
Palha
Madeira
Plantas Cultivadas
Plásticos
Óleo usado
Resíduos de açougues
... qualquer material de origem orgânica ou derivado de petróleo ...
- Petróleo cru: o processo TCP proporciona um recuperação da energia superior a uma rafinaria normal (de aprox. 20% acima da rafinaria)
- Mesmo usando-se matérias problemáticas tais como o betume, piche, e outros resíduos do processo de destilação nas rafinarias, o resultado é um diesel sintético com cetanagem > 60
- Derivados de petróleo como plásticos, PVC, pneus: substâncias nocivas tais como dioxinas, fluorinas e metais pesados não são formados ou são fixados eficazmente em forma de sais
- Qualquer material de fonte renovável, as fibras, o papel, a palha e outros resíduos de plantas (secos) podem ser usados na planta TCP para produzir diesel sintético (250-450 litros/tonelada)
- Os materiais orgânicos podem ser misturados, inclusive com os resíduos de carcassas de animais ou a glicerina resultante da produção de biodiesel. Importante é que o material de entrada está livre de metais, pedras, vidro e cerâmicas porque estes elementos danificam fisicamente o reactor,
- Para pneus usados um sistema de processamento especial está disponível, para separar o aço que será vendido separadamente.
- Biodiesel é o resultado da transesterificação de um óleo vegetal ou animal (necessita o óleo como matéria prima). É somente parcialmente armazenável, pode entupir o motor, e contém restos de H2O. Biodiesel tem um valor energético mais baixo (aprox. 10%)
- Biodiesel necessita ser aprovado pelo produtor do carro.
- O diesel sintético TCP pode ser produzido de qualquer matéria orgânica, não necessita o óleo vegetal/açucares/amidos como o biodiesel/alcol.
- O diesel TCP tem as mesmas qualidades de diesel mineral e pode ser armazenado e usado da mesma maneira, mas com a vantagem de emissões mais baixas do que o diesel mineral. Pode ser considerado como um diesel ecológico com redução de emissão de CO2.
- O processo TCP pode ser usado para produzir diesel sintético dos produtos residuais do processo de produção do biodiesel: da torta e da glicerina.
- TCP não emite gases tóxicos como por exemplo dioxinas ou furanos. O processo nunca alcança as temperaturas em que tais gases são formados. O catalisador com alta capacidade de troca ionica fixa os halogênios em forma salina antes de alcançarem a temperatura de rachar.
- As substâncias prejudiciais contidas na matéria prima, como os priones dos materiais orgânicos ou os metais pesados são ligados fortemente ao catalisador. Durante o processo há uma separação completa das substâncias inorgânicas (impurezas metálicas) trazidas pela matéria prima. A razão é uma absorção pelos cristais do catalizador - cristais que aglomeram e dão forma a um resíduo que pode ser despojado sem iludir.
- A configuração da planta garante que as partes metálicas que entram com a matéria prima estão ligadas ao catalisador já no estado líquido e descarregadas com o resíduo. O produto final "diesel" que é produzido na fase do vapor, está livre destas substâncias.
Rendimento:
Muitas são as matérias que podem ser usados para a produção do diesel sintético TCP. A avaliação precisa do rendimento em produção de diesel, de pasta/pellets de carbono (partes das moléculas rachadas que são mais curtas do que as do diesel e podem ser utilisadas comparativamente com o uso e o valor calorico do carvão mineral), dos resíduos e de catalisador necessário somente é possível após ter testado o material previsto. Em regra geral, 250-450 litros diesel TCP /tonelada do material seco são produzidos e após a dedução da água restante, as perdas de energia, os sais formados pelos minerais e catalisador restam ainda os pellets de carbono como material energético.
Estimativa do rendimento pode ser feita por aproximação empirica:
- Aprox. 80% do valor calorífico da matéria prima será encontrado no diesel TCP
- Biomassa resulta em uma pasta de carbono consistindo de carbono puro e em restos de óleo. Esta pasta é peletada em pellets com um valor calorífico mais elevado que madeira e podem ser usadas para a produção de calor ou de energia.
- O consumo de catalisador será ao redor 1 - 1.5 % do peso do material de entrada.
Exemplo Pinhão Manso (Jatropha curcas)
(Estimativas baseadas em rendimentos moderados de Jatropha, 20.000 ha aprox. produzem a biomassa para abastecer uma TCP 120)
Óleo
- O cultivo (produz durante mais de 40 anos uma vez estabelecido com baixa demada de solo e água), calculamos 20'000 ha x 2'800 kg = 56'000 t sementes/ano (no quarto ano de cultivo), correspondendo a:
= 39'000 t biomassa ao ano,
= 17'000 t (18‘360'000 litros) de óleo vegetal (se usado para biodiesel = aprox. 16‘500'000 litros biodiesel e 10% deste montante em glicerina
Biomassa (resíduos)
- Após a extração do óleo sobra a torta das sementes. Esta ainda contém um teor restante de óleo e pode ser utilisada de várias maneiras:
a) fertilizante orgânico,
b) queimado para obtenção de calor ou energia,
c) produção de diesel sintético proporciona o maior valor:
- 1 tonelada produz 450 litros de diesel sintético
- 39'000 toneladas de torta = 17‘550'000 litros de diesel.
- Adicionalmente produzem se pellets de carbono (ca. 5’000 a 10'000 toneladas)
- E o benefício do comércio dos certificados de redução de emissões de CO2
Biomassa total
- TCP pode também processar a totalidade da biomassa da Jatropha, sem a extração prévia do óleo para diesel sintético, com a produção de diesel respectivamente mais elevada.
Capacidade de processamento de biomassa (estimativas aproximadas)
- TCP 120 significa que a planta pode processar 120 toneladas de matéria prima em 24 horas. A planta deve funcionar continuamente e nós calculamos o mínimo de 8'000 horas de funcionamento/ano.
- Área construída total: ca 3'000 m2.
- Material de entrada: aprox. 40'000 toneladas/ano biomassa seca (teor de H2O de max. 12 - 15%).
- Produção anual: aprox. 18`000 m3 diesel sintético e 7'000 toneladas de pellets de carbono.