Equipamentos e Máquinas Industriais

Tecnologia: Membrana de poliimida concentra metano de biogás

Marcelo Fairbanks
14 de abril de 2014
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    A Evonik oferece a tecnologia de membranas feitas de poliimida para concentrar o metano a mais de 97% em fluxos de biogás, tornando-o apto para ser usado como combustível em automóveis ou em geradores elétricos, com baixo custo de aquisição e operação em relação às tecnologias atualmente em uso. Trata-se da membrana Sepuran Green, fabricada pela companhia na Áustria e vendida na forma de cartuchos, com facilidade de instalação e substituição.

    Química e Derivados, Barbeiro: membranas produzem metano com 97% de pureza e custos reduzidos

    Barbeiro: membranas produzem metano com 97% de pureza e custos reduzidos

    A Sepuran Green faz parte da família de membranas Sepuran, criada para promover fisicamente a separação rápida de gases de processos, com base na seletividade do meio. Gases de menor tamanho molecular e de solubilidade mais elevada atravessam com mais facilidade a membrana, construída na forma de fibra oca. Hélio, hidrogênio e gás carbônico permeiam mais rapidamente, enquanto o metano percorre o trajeto da parte interna da fibra, dela saindo em uma concentração muito maior do que a da alimentação. Feixes de fibras ocas são fixados em cabeçote e corpo de aço, formando um cartucho, que é instalado dentro de vasos de pressão construídos adequadamente. “Vendemos os cartuchos porque cada país possui as suas normas de fabricação dos vasos e das tubulações, que podem ser executados por caldeirarias locais, mas oferecemos aos parceiros os desenhos que facilitam o projeto das instalações”, explicou Júlio Barbeiro, coordenador de desenvolvimento de novos negócios da Evonik.

    No Brasil, a companhia de origem alemã começou em julho passado a credenciar e a formar parcerias para a engenharia e construção de sistemas que usem a Sepuran Green, indicada para mercados como usinas de lixo orgânico, unidades de tratamento de efluentes municipais e industriais, agroindústrias (sucroalcooleiras ou de celulose) e fábricas de alimentos. São todas elas geradoras de resíduos orgânicos que podem ser tratados em digestores anaeróbicos, notáveis pela produção de biogás. A composição típica desse gás apresenta de 55% a 65% de metano, 30% a 45% de CO2 e traços de outros gases, como o sulfeto de hidrogênio.

    “Usando a Sepuran Green, obtém-se metano a 97% de pureza, necessitando apenas de um compressor”, comentou Barbeiro. O equipamento pode ser construído de forma compacta, dentro de um contêiner de 40 pés, incluindo o compressor, com instalação rápida.

    Barbeiro lamenta o ainda baixo uso da digestão anaeróbica para tratamento de resíduos orgânicos no Brasil, em comparação com a Alemanha, por exemplo, onde são muito comuns. “Verificamos que o país está usando mais sistemas anaeróbicos e, por isso, o mercado para as membranas é crescente e com elevado potencial, ainda mais quando se considera a geração elétrica associada ao biogás”, comentou.

    Química e Derivados, Cartucho contém um feixe de fibras ocas

    Cartucho contém um feixe de fibras ocas

    Segundo Barbeiro, a faixa econômica ótima de uso das membranas para separação de metano de biogás vai de zero a 2 mil Nm³ por hora de gás bruto. Acima desse volume, outras tecnologias podem ser mais eficientes. Entre as unidades de biogás europeias que usam a Sepuran Green merece destaque a construída pela DMT Environmental Technology para a JV Energen, de Poundbury, no Reino Unido, capaz de tratar 650 Nm³/h, em operação desde outubro de 2012. “Começamos a instalar essas membranas em 2011 e temos unidades na Alemanha, Suíça e Reino Unido, e estamos entrando na França e na Itália”, informou. “Em 2014, pretendemos instalar as primeiras Sepuran Green no Brasil.”

    O biogás precisa passar por um pré-tratamento antes de ser introduzido na membrana. Cartuchos contendo carvão ativado retiram o sulfeto de hidrogênio da corrente, que é filtrada e tem sua umidade reduzida (pré-secagem), nessa sequência. O conjunto de membranas produz metano de boa qualidade, com um fluxo lateral com uma concentração de 92% de CO2. “Esse off gas não tem pureza suficiente para uso industrial, precisaria passar por um tratamento adicional para tanto”, afirmou Barbeiro. O sistema, segundo a Evonik, apresenta uma eficiência de aproveitamento de energia de 20% em relação à tecnologia de concentração usual de metano de biogás, mediante o uso de resfriadores e a adição de compostos químicos, sem gerar efluentes líquidos. O consumo de eletricidade indicado pela fabricante é de 0,2 kW/Nm³ de biogás bruto.

    A família de membranas Sepuran está sendo desenvolvida para outras aplicações além do biogás, incluindo a extração de metano, purificação de gases de processo, geração de nitrogênio, purificação de hidrogênio e recuperação de hélio. “No médio prazo, é possível que tenhamos uma tecnologia capaz de lidar com os grandes volumes e contaminações típicos do setor de óleo e gás”, completou Barbeiro.



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